DE4429816A1 - Tubular electrical heating element - Google Patents

Tubular electrical heating element

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Abstract

A tubular electrical heating element with radially inwards-directed radiation comprises a spiral heating coil 1 embedded in insulating material, and surrounded on the outside by a thermally insulating layer 3, made from ceramic material or ceramic fibre. The coils may abut or be spaced apart. There is also a mesh-like sleeve 4 between the coil and the thermal insulating layer, and this too is made from ceramic or ceramic fibre. The heating element is a component of a heated nozzle for a pressure-casting or extrusion-casting device and the element is surrounded by a protective tube forming the nozzle sleeve.

Description

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges elektrisches Heizelement mit im wesentlichen nach radial innen gerichteter Wärmeabstrahlung, insbesondere in Form eines Wendelheizkörpers, dessen Heizleiter in Isoliermasse eingebettet und von einem formstabilen Mantel umgeben sind und der zu einer Wendelform formbar ist, insbesondere als Zusatz zu P 44 21 234.8-24.The invention relates to a tubular electrical Heating element with essentially radially inward directed heat radiation, in particular in the form of a Spiral radiator, its heat conductor in insulating compound embedded and surrounded by a dimensionally stable jacket are and which can be formed into a spiral shape, in particular as an addition to P 44 21 234.8-24.

Solche rohrförmigen elektrischen Heizelemente können auch bei der Düsenbeheizung von Druckgießmaschinen oder dergleichen Verwendung finden, wie dies in der Hauptan­ meldung beschrieben ist.Such tubular electrical heating elements can also in the nozzle heating of die casting machines or find the same use as in the main an message is described.

Die bisher üblichen Heizelemente dieser Bauart sind dazu bestimmt, den von ihnen umschlossenen Innenraum entsprechend zu erhitzen, um beispielsweise Kunststoffmassen flüssig zu halten oder auch Druckgießmetalle in flüssiger Form durchlaufen lassen zu können. Es sind auch andere Anwendungszwecke für solche elektrischen Heizelemente üblich.The usual heating elements of this type are included determines the interior enclosed by them  heat accordingly, for example To keep plastic masses liquid or also Allow die casting metals to run through in liquid form to be able to. There are other uses for such electrical heating elements common.

Nachteilig bei derartigen Heizelementen ist, daß eine wesentliche Wärmeabstrahlung nach radial außen nicht unterbunden werden kann, so daß wesentliche Anteile der Heizenergie für den eigentlichen Heizzweck verloren gehen, was unwirtschaftlich und daher unerwünscht ist.A disadvantage of such heating elements is that a no significant heat radiation radially outwards can be prevented, so that substantial portions of the Heating energy for the actual heating purpose is lost, which is uneconomical and therefore undesirable.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Heizelement gattungsgemäßer Art zu schaffen, bei dem der elektrische Energieaufwand bei gleicher Heiztemperatur des umschlossenen Innenraums vermindert werden kann.The invention is based on this prior art the task of a heating element of the generic type To create the way in which the electrical energy expenditure at the same heating temperature of the enclosed interior can be reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Heizelement außen umfangsseitig von einer Wärmeisolations­ schicht umgeben ist. To solve this problem, it is proposed that External heating element on the outside with a thermal insulation layer is surrounded.  

Um eine solche Wärmeisolationsschicht in einfacher Weise aufbringen zu können, wird vorgeschlagen, daß die Wärme­ isolationsschicht durch einen rohrförmigen Isolationskörper gebildet ist.To such a heat insulation layer in a simple manner to be able to apply, it is proposed that the heat insulation layer through a tubular Insulation body is formed.

Hierzu ist zwar die Fertigung eines rohrförmigen Isolationskörpers nötig, jedoch kann dieser dann in einfacher Weise auf einen entsprechenden wendelrohrartigen Heizkörper aufgeschoben werden, um den entsprechenden Energieverlust nach außen sehr weitgehend zu mindern.For this purpose, the manufacture of a tubular is Insulation body necessary, but this can then in in a simple manner on a corresponding helical tube Radiators are slid on to the appropriate To reduce external energy loss to a large extent.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, daß die Wärmeisolations­ schicht aus keramischem Material oder Keramikfasermaterial besteht.It can preferably be provided that the heat insulation layer of ceramic material or ceramic fiber material consists.

Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß das Heizelement von einem siebartigen Mantel, vorzugsweise in Form eines Lochbleches, Gitterbleches engmaschigen Gitters oder Netzes, umgeben ist und der Mantel mit Keramikmasse oder Keramikfasermasse beschichtet ist. A preferred further development is seen in the fact that the heating element of a screen-like jacket, preferably in the form of a perforated sheet, mesh sheet closely meshed Grid or net, is surrounded and the coat with Ceramic mass or ceramic fiber mass is coated.  

Hierdurch ist es möglich, den siebartigen Mantel mit der Isoliermasse als Formteil fertigzustellen und dieses Element dann auf einen wendelrohrartig geformten Heiz­ körper aufzuschieben, der das Heizelement bildet.This makes it possible to use the screen-like jacket to complete the insulating compound as a molded part and this Element then on a spiral shaped heater postpone body that forms the heating element.

Desweiteren ist bevorzugt vorgesehen, daß das Heizelement Bestandteil einer beheizten Düse für Druck- oder Spritzgießvorrichtungen ist, wobei das Heizelement von einem den Düsenmantel bildenden Schutzrohr umgeben ist und die Wärmeisolationsschicht zwischen Schutzrohr und Heizelement oder auf den Außenumfang des Schutzrohres unmittelbar oder unter Zwischenanordnung eines Lochbleches, Gitterbleches, Gitters, Netzes oder anderen siebartigen Mantels aufgebracht ist.Furthermore, it is preferably provided that the heating element Part of a heated nozzle for pressure or Injection molding devices is, the heating element of is surrounded by a protective tube forming the nozzle jacket and the thermal insulation layer between the protective tube and Heating element or on the outer circumference of the protective tube directly or with the interposition of a Perforated sheets, grating sheets, grids, nets or others sieve-like jacket is applied.

Eine besonders bevorzugte Weiterbildung wird noch darin gesehen, daß der siebartige Mantel aus rückstandsfrei entfernbarem Material besteht, z. B. aus verflüssigbarem oder brennbarem Werkstoff. A particularly preferred further training is still included seen that the sieve-like coat from residue-free removable material, e.g. B. from liquefiable or flammable material.  

Auf den Mantel kann zunächst in einem ersten Arbeitsgang das Isoliermaterial in Form von Isoliermasse aufgebracht werden. Nachfolgend kann diese Masse aushärten und zu einem formstabilen Körper ausformen, so daß dann der Mantel rückstandsfrei entfernbar ist. Die Maßhaltigkeit des so erzeugten rohrförmigen Isolierstoffkörpers ist ausreichend und die Stabilität hinreichend, um ein solches vorgeformtes und vorgefertiges Element auf einen wendelrohrartig geformten Heizkörper aufschieben zu können.The coat can initially be applied in a first step the insulating material applied in the form of insulating compound will. This mass can subsequently harden and become form a dimensionally stable body, so that the Coat can be removed without leaving any residue. The dimensional accuracy of the tubular insulating body thus produced sufficient and the stability sufficient to such preformed and prefabricated element on one Push on the radiator-shaped radiator can.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines siebartigen Mantels nach einen der Ansprüche 1 bis 6, insbesonders in Form eines Lochbleches, Gitterbleches, Gitters oder Netzes mit innenseitiger oder außenseitiger Isoliermassenbeschichtung, wobei dem siebartigen Mantel von innen oder von außen eine Aufschlämmung von keramischen Fasern mit oder ohne Bindemittel und Trägerflüssigkeit, insbesondere Wasser, zugeführt wird, und zwar unter Überdruck oder Unterdruck, so daß sich unser der Druckwirkung eine keramische Faserschicht auf dem Mantel innenseitig oder außenseitig aufbaut, die aushärtet und die Isoliermassenbeschichtung bildet.The invention further relates to a method for Production of a sieve-like jacket according to one of the Claims 1 to 6, in particular in the form of a perforated plate, Mesh sheets, grids or mesh with inside or outside insulation coating, the sieve-like coat from the inside or from the outside Slurry of ceramic fibers with or without Binder and carrier liquid, especially water, is supplied, namely under positive or negative pressure,  so that our pressure effect is a ceramic Fiber layer on the inside or outside of the jacket builds up that hardens and the insulating compound coating forms.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, daß die Aushärtung unter Temperatureinwirkung erfolgt oder dadurch beschleunigt wird.It is preferably provided that the curing under Exposure to temperature occurs or thereby accelerates becomes.

Das Vakuumformen von elektrischen freistrahlenden Widerstandsheizvorrichtungen ist an sich aus der US-A-3 500 444 bekannt.Vacuum forming of electrical free-radiating Resistance heaters is in itself out of the US-A-3 500 444 known.

Die Formung eines solchen Mantels mit Keramikfaserbe­ schichtung wird vorzugsweise im Wege des Vakuumverfahrens vorgenommen, wobei das eine Ende des rohrförmigen Mantels beispielsweise mit einem Stopfen verschlossen werden kann und das Mantelrohr am anderen Ende mit einer Vakuumsaugvorrichtung verbunden wird. Dieses Mantelrohr kann in die Keramikschlämme eingesetzt werden, so daß dann bei auftretenden Vakuumsog eine außenseitige Beschichtung des Mantelrohres erfolgt.The formation of such a jacket with ceramic fiber Layering is preferably done by vacuum made with one end of the tubular jacket for example, be closed with a stopper can and the jacket tube at the other end with a Vacuum suction device is connected. This casing pipe can be used in the ceramic slurry so that then an outside vacuum vacuum  Coating of the jacket tube takes place.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines schematisierten Ausführungsbeispieles erläutert.The invention is based on a schematic Embodiment explained.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 Ein rohrförmiges elektrisches Heizelement im Mittellängsschnitt gesehen; Fig. 1 seen a tubular electric heating element in the central longitudinal section;

Fig. 2 eine Variante in gleicher Darstellung. Fig. 2 shows a variant in the same representation.

Das rohrförmige elektrische Heizelement 1 dient vornehmlich dazu, nach radial innen gerichtet eine Wärmeabstrahlung zu erzeugen und dort befindliche Massen oder Gegenstände zu erhitzen. Die Erwärmung des Innen­ raumes kann auf relativ hohe Temperaturen von 4000 bis 500° erfolgen.The tubular electrical heating element 1 serves primarily to generate heat radiation directed radially inwards and to heat masses or objects located there. The interior can be heated to relatively high temperatures of 4000 to 500 °.

Das rohrförmige Heizelement 1 besteht im wesentlichen aus einem Wendelrohrheizkörper 2, dessen Heizleiter in die Isoliermasse eingebettet und von einem formstabilen Mantel umgeben sind, der zu einer Wendelform verlegt ist, wie dies aus den Ansichten von Fig. 1 und 2 ersichtlich ist.The tubular heating element 1 consists essentially of a spiral tube heating element 2 , the heating conductors of which are embedded in the insulating compound and surrounded by a dimensionally stable jacket which is laid in a spiral shape, as can be seen from the views of FIGS. 1 and 2.

Das Heizelement 1 ist außenumfangsseitig von einer Wärme­ isolationsschicht 3 umgeben. Dabei ist im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 die Wärmeisolationsschicht 3 durch einen rohrförmigen, formstabilen Isolationskörper gebildet. Die Wäremiso­ lationsschicht 3 kann vorzugsweise aus Keramikfasermaterial bestehen.The heating element 1 is surrounded on the outer peripheral side by a heat insulation layer 3 . In this case, the heat insulating layer 1 is in the embodiment of Fig. 3 is formed by a tubular, dimensionally stable insulating body. The Wäremiso lationsschicht 3 may preferably consist of ceramic fiber material.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Wendelrohr­ heizkörper 2 von einem siebartigen Mantel 4 umgeben, der mit Keramikfasermasse (3) beschichtet ist. Der siebartige Mantel 4 kann beispielsweise aus einem Lochblech aus Edelstahl bestehen. Der Mantel mit der Isolierschicht 3 kann ein vorgeformtes Element sein, in das dann auf den wendelrohrartigen Heizkörper 2 aufgeschoben werden kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer Wärmeisolationsschicht 3 wird der Abstrahlungsverlust im Bereich des Heizelementes 1 erheblich vermindert. Infolgedessen kann der Energie­ einsatz zum Erreichen bestimmter Temperaturen erheblich vermindert werden.In the embodiment according to FIG. 2, the spiral tube heating element 2 is surrounded by a sieve-like jacket 4 , which is coated with ceramic fiber mass ( 3 ). The sieve-like jacket 4 can for example consist of a perforated sheet made of stainless steel. The jacket with the insulating layer 3 can be a preformed element, into which it can then be pushed onto the spiral-tube-shaped heating element 2 . The arrangement according to the invention of a heat insulation layer 3 significantly reduces the radiation loss in the area of the heating element 1 . As a result, the energy used to reach certain temperatures can be significantly reduced.

Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.The invention is not limited to the exemplary embodiments limited, but often within the scope of the disclosure variable.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.All new, in the description and / or drawing disclosed individual and combination features are considered viewed essential to the invention.

Claims (8)

1. Rohrförmiges elektrisches Heizelement mit wesentlichen nach radial innen gerichteter Wärmeabstrahlung, insbe­ sondere in Form eines Wendelheizkörpers, dessen Heizleiter in Isoliermasse eingebettet und von einem formstabilen Mantel umgeben sind und der zu einer Wendelform formbar ist, insbesondere als Zusatz zu P 44 21 234.8-24, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) außenumfangsseitig von einer Wärme­ isolationsschicht (3) umgeben ist.1. Tubular electric heating element with radially inward heat radiation, in particular in the form of a filament heating element, the heating conductors are embedded in insulating material and surrounded by a dimensionally stable jacket and which can be formed into a filament shape, in particular as an addition to P 44 21 234.8-24 , characterized in that the heating element ( 1 ) is surrounded on the outer circumference by a heat insulation layer ( 3 ). 2. Heizelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolationsschicht (3) durch einen rohrförmigen Isolationskörper gebildet ist.2. Heating element according to claim 1, characterized in that the heat insulation layer ( 3 ) is formed by a tubular insulation body. 3. Heizelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wärmeisolationsschicht (3) aus keramischem Material oder Keramikfasermaterial besteht. 3. Heating element according to claim 1 or 2, characterized in that the heat insulation layer ( 3 ) consists of ceramic material or ceramic fiber material. 4. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, insbe­ sondere in Form eines Wendelheizkörpers mit abstandslos oder auch unter Abstandsbildung verlaufender Wendelform, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement von einem siebartigen Mantel (4), vorzugsweise in Form eines Lochbleches, Gitterbleches, engmaschigen Gitters oder Netzes, umgebaut ist und der Mantel (4) mit Keramikmasse oder Keramikfasermasse (3) beschichtet ist.4. Heating element according to one of claims 1 to 3, in particular special in the form of a filament heater with a spacing or also with a spacing spiral shape, characterized in that the heating element of a sieve-like jacket ( 4 ), preferably in the form of a perforated plate, grid plate, close-meshed grid or network, is converted and the jacket ( 4 ) is coated with ceramic mass or ceramic fiber mass ( 3 ). 5. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (1) Bestandteil einer beheizten Düse für Druck- oder Spritzgießvor­ richtungen ist, wobei das Heizelement (1) von einem den Düsenmantel bildenden Schutzrohr umgeben ist und die Wärmeisolationsschicht (3) zwischen Schutzrohr und Heizelement oder auf den Außenumfang des Schutz­ rohres unmittelbar oder unter Zwischenanordnung eines Lochbleches, Gitterbleches, Gitters, Netzes oder anderen siebartigen Mantels (4) aufgebracht ist. 5. Heating element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating element ( 1 ) is part of a heated nozzle for pressure or Spritzgießvor directions, wherein the heating element ( 1 ) is surrounded by a protective tube forming the nozzle jacket and the heat insulation layer ( 3 ) between the protective tube and the heating element or on the outer circumference of the protective tube directly or with an intermediate arrangement of a perforated plate, grating plate, grid, net or other sieve-like jacket ( 4 ) is applied. 6. Heizelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der siebartige Mantel (4) aus rückstandsfrei entfernbarem Material besteht, z. B. aus verflüssigbarem oder brennbarem Werkstoff.6. Heating element according to one of claims 1 to 5, characterized in that the screen-like jacket ( 4 ) consists of residue-free removable material, for. B. from liquefiable or combustible material. 7. Verfahren zur Herstellung eines siebartigen Mantels nach einem der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere in Form eines Lochbleches, Gitterbleches, Gitters oder Netzes mit innenseitiger oder außenseitiger Isoliermassenbeschichtung, wobei dem siebartigen Mantel von innen oder von außen eine Aufschlämmung von keramischen Fasern mit oder ohne Bindemittel und Trägerflüssigkeit, insbesondere Wasser, zugeführt wird, und zwar unter Überdruck oder Unterdruck, so daß sich unter der Druckwirkung eine keramische Faserschicht auf dem Mantel innenseitig oder außen­ seitig aufbaut, die aushärtet und die Isolier­ massenbeschichtung bildet. 7. Process for producing a sieve-like jacket according to one of claims 1 to 6, in particular in Shape of a perforated plate, grating sheet, grid or net with inside or outside Insulation coating, the screen-like Coat a slurry from the inside or outside of ceramic fibers with or without binders and carrier liquid, in particular water is, namely under positive or negative pressure, so that under the pressure effect a ceramic Fiber layer on the inside or outside of the jacket builds up on both sides, which hardens and the insulation mass coating forms.   8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aushärtung unter Temperatureinwirkung erfolgt oder dadurch beschleunigt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that that curing takes place under the influence of temperature or is accelerated by it.
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