專利名稱：電加熱裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分特征的電加熱裝置以及一種用于制 造這種電加熱裝置的方法。這種加熱裝置例如用于加熱工具、機械部件和機器尤其用于 加熱塑料噴嘴。但是該加熱裝置的應(yīng)用不限于這些目的，例如流體通過這種類型的加熱 裝置的輸送可以達到期望的溫度。有選擇地，靜止的流體或膨脹蠟也可以加熱到期望的溫度。
背景技術(shù)：
這種加熱裝置的尤其受歡迎的實施形式是這些帶有圓柱形的幾何形狀的加熱裝 置和所謂的電的扁平加熱體，所述扁平加熱體具有基本上平面的幾何形狀，在一些結(jié)構(gòu) 中通過成型可以轉(zhuǎn)換成近乎任意的外形。具有圓柱形幾何形狀的加熱裝置例如由DE 201 09 413 UU EP 1395 085 Bl 或 DE 103 33 206 B4 已知。扁平加熱體例如由DE 72 25 341、DE 71 10 931、DE 201 08 963U1 禾Π DE 201 18 050 Ul已知。已知的電加熱裝置通常由兩個彼此間隔距離設(shè)置的邊界面構(gòu)成，在所述邊界面 之間嵌入通常管形的包括真正的加熱導(dǎo)體的加熱元件。由現(xiàn)有技術(shù)基本上已知兩種用于 在嵌入時得到盡可能良好的散熱的方案，即管形的加熱元件的澆鑄以及管形的加熱元件 到金屬材料表面或絕緣材料表面的凹槽中的置入。這兩種方案如下面解釋的那樣具有明 顯的缺點。在澆鑄管形的加熱元件時存在自發(fā)的縮孔形成的問題。這導(dǎo)致有缺點的散熱和 加熱元件的失靈。倘使建議，加熱導(dǎo)體嵌入用作為中間層或邊界面的物體尤其是具有設(shè)置在其內(nèi) 的凹部或凹槽的板或管中，較高的工作耗費是，隨著凹槽產(chǎn)生的嵌入是不利的。另外困 難的是，在這種嵌入中要確保，在加熱元件與絕緣材料板之間的熱接觸是均勻的，即在 所有位置上是同樣良好的，但如果沒有實現(xiàn)這一點，那么發(fā)生局部有缺點的散熱，最后 帶來加熱的失靈。倘使建議，構(gòu)成為管加熱體的加熱元件壓入由金屬制成的彼此疊置的邊界面、 支承件或包圍板中，問題在于，力耗費這樣高，以至于加熱元件在其功能方面敏感地受 到影響，該力耗費是必要，以便實現(xiàn)加熱元件的完全的包圍。發(fā)生變形和壓縮，這導(dǎo)致 歐姆電阻的局部改變。另外會發(fā)生加熱元件的線圈的不受控制的移動，使得在電加熱元 件的表面上的力求的溫度曲線不再實現(xiàn)。最后顯示，要采用的壓力這樣高，以至于金屬 板開始屈服，這導(dǎo)致電加熱元件的不確定的延長。盡管如此這也不是對于加熱元件的任意幾何形狀都是可能的。尤其對于具有小 升角的緊密的線圈不發(fā)生線圈的完全的包圍，即發(fā)生局部有缺點的散熱，這隨之帶來上 面已經(jīng)提及的失靈危險。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提出一種能有利制造的電加熱裝置，其具有改善的尤其 是較可靠的散熱；以及提出一種用于制造這種電加熱裝置的方法。上述目的通過具有權(quán)利要求1的特征的電加熱裝置和具有權(quán)利要求37的特征的 用于制造這種電加熱裝置的方法解決。本發(fā)明有利的實施形式可見相應(yīng)的從屬權(quán)利要 求。按本發(fā)明的電加熱裝置具有至少一個帶有金屬外套的管形的加熱元件，該加熱 元件至少局部嵌入至少一種粉末或顆粒中。這種加熱元件通常涉及一個或多個加熱線 圈，所述加熱線圈嵌入電絕緣的芯部、尤其是金屬氧化物芯部中。所述芯部本身被金屬 套尤其是鋼套包圍。具體的實施形式例如是通常已知的管式線圈筒(Rohrwendelpatrone) 和管加熱體。在此粉末或顆粒至少局部貼緊在邊界面上。粉末或顆粒的至少部分邊界層與邊 界面直接接觸。邊界面尤其可以是金屬板或金屬管，但其形狀適配應(yīng)用的相應(yīng)的要求。 管形的加熱元件的管橫截面在此任意形成，尤其是圓形的或多邊形的。管形的加熱元件“至少部分嵌入”在此意味著，嵌入不必一定要通過粉末或顆 粒圍繞管形的加熱元件的整個圓周來實現(xiàn)。也可能的是并且根據(jù)電的面狀加熱元件的使 用領(lǐng)域的不同情況有意義的是，管形的加熱元件以其圓周的一部分與邊界面直接接觸， 該邊界面面向要加熱的構(gòu)件或遠離該構(gòu)件。管形的加熱元件嵌入粉末或顆粒中具有顯著優(yōu)點。即不必要將凹槽加工到板 中，也不必要施加這樣高的壓力以使得實現(xiàn)很大程度上壓入管形的加熱元件，并且完全 避免澆鑄過程。另外通過使用粉末自動地實現(xiàn)在加熱元件與環(huán)境之間的熱接觸的高度均 勻。在此意想不到地在采用顆粒時能夠得到特別良好的結(jié)果。顆粒與粉末的區(qū)別在于其 較粗的結(jié)構(gòu)，它以較大的顆粒表示并且能夠尤其通過粉末的顆粒增大過程產(chǎn)生。在此尤 其優(yōu)選地金屬顆粒，其在任意空間方向上的延伸尺寸形成在0.1至Imm之間的平均顆粒 大小。在本發(fā)明的第一實施形式中有正好一個邊界面，通過該邊界面管形的加熱元件 和粉末或顆粒壓緊成緊湊的單元。在此要考慮的是，用于壓緊粉末或顆粒明的壓力比用 于使管形的加熱元件壓入到金屬板中的壓力明顯更低是必要的，以至在此避免在那產(chǎn)生 的問題。例如在邊界面設(shè)置在模盤中、粉末或顆粒添加到模盤的空腔中、加熱元件按期 望的方式設(shè)置在粉末或顆粒中并且然后在模盤中執(zhí)行壓緊的情況下，得到這樣的單元。 另一可能性在于，首先在模盤中將粉末和管形的加熱元件壓實成自承的結(jié)構(gòu)組并且之后 才與邊界面接觸，該邊界面在這樣的情況中也可以由要加熱的結(jié)構(gòu)組的表面構(gòu)成。通過這樣的方式得到電加熱裝置，它可以繼續(xù)用作為尤其材料節(jié)省的結(jié)構(gòu)組。在該實施形式的一種特別優(yōu)選的變形方案中，由金屬制成的邊界面是這樣的 管，該管由粉末或顆粒和嵌入所述粉末或顆粒中的加熱元件完全或局部包圍以使該管用 作為內(nèi)管或內(nèi)套，或者作為外管或外套包圍粉末或顆粒和嵌入所述粉末或顆粒中的加熱 元件。這種幾何結(jié)構(gòu)能夠用于多種形式的噴嘴。管是作為內(nèi)管還是外管，取決于使用詳 情。
在本發(fā)明的第二實施形式中，附加地存在至少一個由金屬制成的第二邊界面并 且管形的加熱元件設(shè)置在由金屬制成的第一與第二邊界面之間。貼緊在由金屬制成的第 一邊界面上的粉末或顆粒在此填充由金屬制成的第一與第二邊界面之間的空間，只要該 空間沒有被管形的加熱元件填充。一種特別優(yōu)選的電加熱裝置具有外金屬管和設(shè)置在外金屬管內(nèi)的內(nèi)金屬管以及 至少一個具有金屬套的管形的加熱元件，該電加熱裝置尤其可以用于加熱圓柱形的構(gòu)件 例如塑料噴嘴。在此管形的加熱元件設(shè)置在金屬管之間并且至少局部嵌入至少一種粉末 或顆粒中，在外金屬管與內(nèi)金屬管之間的區(qū)域用該粉末或顆粒填充。適宜地在此采用相 同長度的內(nèi)和外金屬管，它們的縱軸線基本上彼此平行。在本發(fā)明意義上的管在此不必具有無中斷的周面，尤其是在凹部例如縫隙或間 隙沿軸向在所述周面的整個長度上穿過周面，這種結(jié)構(gòu)例如可以通過將恒定的彎曲壓制 到金屬帶上而產(chǎn)生，也采用術(shù)語“管”。同樣至少在該術(shù)語中在管的橫截面方面排除限 制，尤其該管不僅可以是圓的，而且可以是橢圓的、倒角的或多邊形的。橫截面變形方 案和尤其是直徑變形方案也適用，成錐形的管同樣理解成術(shù)語“管”。在期望對稱的加熱的情況下，尤其有利的是，外金屬管和內(nèi)金屬管彼此同心地 設(shè)置。如果電加熱裝置要用作為面狀加熱元件或扁平加熱體，那么邊界面的有利的結(jié) 構(gòu)設(shè)定，至少兩個邊界面通過兩個平行并且彼此間隔距離地設(shè)置的金屬板構(gòu)成。對要加熱的構(gòu)件的形狀的其它的適配一方面可以通過上述面狀加熱元件的變形 得到，但原則上也可能的是，已經(jīng)按期望成型的金屬型材用作為邊界面?？梢杂欣氖牵谝缓偷诙吔缑嫱ㄟ^至少一個其它的邊界面彼此固定地連 接，尤其是由一個部件銑削或由一個金屬板拉伸。對于要采用的加熱元件有利的是，所述加熱元件由彎曲的或卷繞的優(yōu)選壓縮的 管式線圈筒、或者由彎曲的或卷繞的優(yōu)選壓縮的管加熱體構(gòu)成。所述加熱元件也可以作 為管線圈卷繞到管體中。粉末或顆粒的選擇能夠適配應(yīng)用要求?？梢圆捎糜山饘儆绕涫卿X、黃銅或紅銅 制成的粉末或顆粒，但是金屬氧化物、石英沙或陶瓷材料也是可能的?？梢杂绕溆欣?是，面狀加熱元件完全或局部壓實。因此尤其在均勻性方面實現(xiàn)較好的導(dǎo)熱。在此描述的電加熱裝置中尤其得到對相應(yīng)應(yīng)用的顯著的結(jié)構(gòu)可能性和適配可能 性。兩個邊界面以及粉末或顆粒可以由相同的材料制成，因此保證特別均勻的導(dǎo)熱。但 是也可以設(shè)定由不同材料制成的邊界面，例如在電加熱裝置的面向要加熱的構(gòu)件的一側(cè) 上特別良好的導(dǎo)熱性是重要的，但是同時要滿足對電加熱裝置的機械穩(wěn)定性的確定的要 求。如果后來要成型面狀加熱元件，例如在該加熱元件作為套環(huán)應(yīng)環(huán)繞圓柱形的要加熱 的構(gòu)件并且應(yīng)相對于該構(gòu)件彎曲的情況下，那么尤其是這種情況。在此其它的自由度如 下實現(xiàn)，即根據(jù)這樣的考慮也可以選出用于填充的粉末或顆粒。電加熱裝置在其幾何結(jié)構(gòu)方面有利地可以適配要加熱的構(gòu)件的幾何形狀。該電 加熱裝置尤其可以設(shè)置具有徑向?qū)ΨQ性的內(nèi)孔或者總體上是徑向?qū)ΨQ的。在這種結(jié)構(gòu)中 也可以加熱錐形構(gòu)件。但是也可以適宜的是，存在圓柱形的內(nèi)孔或整個加熱裝置是圓柱 形的，或者內(nèi)孔或整個加熱裝置具有卵形的、帶角的、彎曲的、倒角的或橢圓形的幾何形狀。同樣對于相應(yīng)要加熱的結(jié)構(gòu)的需求容易的是，管形的加熱元件由電加熱裝置引 導(dǎo)出。可以有利的是，管形的加熱元件的至少一個端部沿軸向、切向或徑向由加熱裝置導(dǎo)出。對于在電加熱元件的面向要加熱的構(gòu)件的表面上的溫度曲線的有目的的調(diào)節(jié)， 不僅可以采用容納在該電加熱元件內(nèi)的管形的加熱元件的構(gòu)造尤其是例如該加熱元件的 線圈的構(gòu)造，而且可以采用應(yīng)用的材料的或其特性例如其厚度的變形方案。另外根據(jù)應(yīng)用的不同情況可以有利的是，如下防止采用的粉末或顆粒受到環(huán)境 影響，即該粉末或顆粒被邊界面全面地包圍。此外尤其可以采用由金屬、云母、塑料或 陶瓷制成的單件式的或多件式的框架，該框架沿所述至少兩個邊界面的延伸方向限定用 所述至少一種粉末或顆粒填充的空間。在由兩根管構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的簡單的情況下，它簡單 地通過兩個片或環(huán)構(gòu)成。但是例如也可能的是，在采用填料尤其是硅橡膠、環(huán)氧樹脂或 陶瓷粘合材料的情況下，這種空間上的限定通過封閉實現(xiàn)。另外有利的是，第一和/或第二邊界面由擠壓部件、尤其是由鋁制成的擠壓部 件構(gòu)成。最后對于一些應(yīng)用有利的是，電加熱裝置用多種不同的金屬粉末尤其是用多種 不同的、設(shè)置在電加熱裝置的不同的腔室中的金屬粉末填充。這些腔室例如可以通過在 邊界面之間設(shè)置中間壁而產(chǎn)生。通過設(shè)置多個管形的加熱元件能夠進一步改變實現(xiàn)的溫度曲線。尤其有利的 是，管式線圈筒用作為管形的加熱元件，該管式線圈筒在彎曲或卷繞之后再壓縮、尤其 是在芯棒上再壓縮。在電加熱裝置壓縮時，可以實現(xiàn)尤其良好的導(dǎo)熱，其中在壓縮時在徑向變小的 壓緊過程期間內(nèi)部的、管形的周面設(shè)有配合芯棒、尤其是圓柱形的配合芯棒。如果外金屬管和內(nèi)金屬管設(shè)有凹部，該凹部在金屬管的整個長度上延伸，那么 通過面狀加熱元件的成型或彎曲，電加熱裝置的特別廉價的制造是可能的。有利的是， 外金屬管由拉伸的金屬管構(gòu)成或者外金屬管由擠壓型材優(yōu)選由鋁擠壓型材構(gòu)成。如果內(nèi)金屬管的內(nèi)輪廓具有比要加熱的構(gòu)件小的尺寸并且從而能張緊到該構(gòu)件 上，那么產(chǎn)生內(nèi)金屬管的特別優(yōu)選的尺寸。有選擇地也有益的是，張緊元件設(shè)置在外金 屬管上，通過所述張緊元件加熱裝置可以張緊到要加熱的構(gòu)件上。如果外套溫度計或熱 電偶此外通過間隙引導(dǎo)，那么在熱電偶失靈的情況下其備用件可以是簡單的和廉價的。按本發(fā)明的方法用于制造用于加熱構(gòu)件表面的電加熱裝置，電加熱裝置在其應(yīng) 用時套到或放到所述構(gòu)件上，即用于制造這樣的電加熱裝置，它不是設(shè)計成集成的與要 加熱的構(gòu)件固定地連接的器具，而是可以事后設(shè)置在器具上或與機器分離。這至少具有 如下步驟提供邊界面和相對于該邊界面設(shè)置的管形的加熱元件并且管形的加熱元件至 少局部嵌入粉末或顆粒中。在此無關(guān)緊要的是，是否首先提供邊界面還是管形的加熱元 件或者兩者同時提供。也可能的是，在提供邊界面與提供管形的加熱元件之間執(zhí)行其它 步驟，例如提供一個第二邊界面和將第一和第二邊界面連接。另外可能的是，粉末或顆 粒在提供管形的加熱元件之前已經(jīng)完全地或部分地添加。管形的加熱元件相對于邊界面設(shè)置意味著，該加熱元件處于通過邊界面限定的空間區(qū)域或半空間中。另外管形的加熱元件嵌入粉末或顆粒中，該加熱元件在嵌入之后至少局部貼緊 在至少一個邊界面上。這可以如下實現(xiàn)，粉末或顆粒在管形的加熱元件之前添加(例如 通過管形的加熱元件壓入或掩埋在粉末或顆粒中)、該粉末或顆粒部分地在管形的加熱元 件之前提供、或者在該粉末或顆粒在管形的加熱元件之后提供(例如事后通過堆積粉末 或顆粒)。然后在另一步驟中至少實現(xiàn)至少粉末或顆粒的壓實。尤其因此可能的是，粉末 或顆粒與管形的加熱元件一起壓實成自承的結(jié)構(gòu)組并且緊接著才產(chǎn)生與邊界面的連接。這種方式允許，按簡單且廉價的方式制成電加熱元件，該加熱元件保證良好的 散熱并且同時構(gòu)成可柔性使用的結(jié)構(gòu)組。在本方法的一種尤其優(yōu)選的實施形式中構(gòu)成結(jié)構(gòu)組，其中用于供應(yīng)的邊界面設(shè) 置在模盤中，粉末或顆粒添加到模盤的空腔中，加熱元件按期望的方式設(shè)置在粉末或顆 粒中并且然后在模盤中執(zhí)行壓實。通過適合的壓實得到具有嵌入的管形的加熱元件的很 大程度上自承的粉末體，該粉末體然后套到要加熱的構(gòu)件上并且必要時通過其它的壓實 例如通過錘打與所述構(gòu)件處于良好的熱接觸。當(dāng)然借助于模盤的描述的應(yīng)用情況也可以 制造具有多于一個邊界面的電加熱裝置。在本方法的一種特別優(yōu)選的第二實施形式中為了提供所述至少一個邊界面內(nèi)金 屬管導(dǎo)入到外金屬管中并且底部片與內(nèi)部的和外部的金屬管連接，該實施形式尤其良好 地適用于制造用于圓柱形構(gòu)件的電加熱元件。為了提供管形的加熱元件，管形的加熱元 件在內(nèi)金屬管與外金屬管之間導(dǎo)入。然后為了管形的加熱元件至少局部嵌入粉末或顆粒 中，在內(nèi)金屬管與外金屬管之間的容積優(yōu)選在晃動的情況下用粉末或顆粒填充。


下面借助于附圖詳細解釋本發(fā)明。其中圖Ia顯示從斜上方看本發(fā)明的第一實施例的視圖；圖Ib顯示圖Ia實施例的、沿線B-B'剖開的剖視圖；圖Ic顯示在忽略粉末或顆粒情況下圖Ia的電加熱元件的分解圖；圖2a顯示本發(fā)明的第二實施例，包括沿軸向的連續(xù)的凹部；圖2b顯示具有管形的加熱元件的接頭的第一變形方案的、按圖Ia的實施例；圖2c顯示具有管形的加熱元件的接頭的第二變形方案的、按圖Ia的實施例；圖2d顯示具有卷繞的管形的加熱元件的本發(fā)明的第三實施例；圖2e顯示圖2d實施例的、沿線B-B ‘剖開的剖視圖；圖2f顯示具有管形的加熱元件的接頭的一種變形方案的、按圖2d的實施例；圖2g顯示本發(fā)明的第四實施例，包括一個卷繞的管形的加熱元件和伴隨線圈引 導(dǎo)的熱電偶；圖2h顯示圖2g實施例的、沿線B-B'剖開的剖視圖；圖2i顯示本發(fā)明的第五實施例，包括兩個卷繞的管形的加熱元件和伴隨線圈引 導(dǎo)的熱電偶；圖2j顯示圖2i實施例的、沿線B-B'剖開的剖視圖3a_g顯示嵌入按本發(fā)明的管形的加熱元件的不同可能性；圖4a顯示相應(yīng)于沿在圖Ia中描述的線A-A'的剖視圖的、本發(fā)明的第六實施例 的剖視圖；圖4b顯示相應(yīng)于沿在圖Ia中描述的線A-A'的剖視圖的、本發(fā)明的第七實施例 的剖視圖；圖5顯示從斜上方看本發(fā)明的第八實施例的視圖；圖6顯示圖5實施例的、沿線A-A‘剖開的剖視圖；圖7顯示管形的加熱元件的局部放大圖；圖8顯示圖5實施例的、沿線B-B ‘剖開的剖視圖；圖9顯示按圖5的在表面狀加熱元件壓實之后形成幾乎封閉的環(huán)形體的實施例 的、圖6的視圖。
具體實施例方式在所有附圖中相同的附圖標記用于相同實施例的相同結(jié)構(gòu)元件。圖Ia顯示從斜上方看本發(fā)明的第一實施例的視圖。電加熱裝置10具有內(nèi)金屬 管3和外金屬管4，它們同軸地嵌套地設(shè)置并且一樣長。另外可見管形的加熱元件1的端 部，該加熱元件如在圖Ib和Ic中詳細可見的那樣曲折形地設(shè)置在通過內(nèi)金屬管3和外金 屬管4構(gòu)成的空間內(nèi)。另外在圖Ia中設(shè)置環(huán)形的有選擇的底部片5，該底部片例如可以 由金屬、云母、塑料或陶瓷制成。有選擇地在內(nèi)金屬管3與外金屬管4之間的空間的封 閉通過填料例如用硅橡膠、環(huán)氧樹脂或陶瓷粘合材料實現(xiàn)。但是尤其在壓實期間例如通 過模盤的壁使該容積暫時封閉地保持的情況下，適合壓實的粉末或顆粒2也可以是自承 的，使得在制成的電加熱裝置10時在內(nèi)金屬管3與外金屬管4之間的空間的封閉不再必 要。圖Ib顯示圖Ia的實施例的、沿線B-B'剖開的剖視圖。除了管形的加熱元件 1的已描述的曲折形的走向之外，在該視圖中主要良好地可見管形加熱元件1嵌入粉末或 顆粒2中。另外可見管形的連接側(cè)的端部片6，管形的加熱元件1穿過該端部片引導(dǎo)到在 內(nèi)金屬管3與外金屬管4之間的空間中或由該空間引導(dǎo)出來。端部片6由于上面已經(jīng)描 述的原因是有選擇的，該端部片可以由與底部片一樣的材料制成。圖Ic顯示圖Ia的電加熱裝置10的分解圖，忽略未描述的粉末或顆粒2。借助 于該附圖能夠良好地解釋用于制造電加熱裝置10的可能的方式。內(nèi)金屬管3導(dǎo)入到外金 屬管4內(nèi)。底部片5與兩個金屬管4連接例如粘接或焊接。管形的加熱元件1導(dǎo)入到內(nèi) 金屬管3與外金屬管4之間。然后在所述管之間的容積優(yōu)選在晃動的情況下用粉末或顆 粒2填充并且連接側(cè)的端部片6進行安裝且與內(nèi)金屬管3和外金屬管4連接。緊接著能 壓實整個結(jié)構(gòu)。圖2a顯示本發(fā)明的第二實施例，包括沿軸向連續(xù)的凹部。電加熱裝置20具有 內(nèi)金屬管13和外金屬管14，它們同軸地嵌套地設(shè)置并且一樣長。但在此不僅內(nèi)金屬管 13而且外金屬管14都由凹部18貫穿，該凹部沿兩個金屬管13、14的整個軸向延伸長度 貫穿所述兩個金屬管。另外內(nèi)金屬管53和外金屬管54在凹部58的沿軸向定向的邊緣上 彼此通過封閉面16、17相互連接。
另外可見管形的加熱元件11的端部，該加熱元件11 (在此未描述)與在第一實 施例中一樣曲折形地設(shè)置在通過內(nèi)金屬管13與外金屬管14構(gòu)成的空間中。另外在圖2a 中又設(shè)置有選擇的同樣開縫的底部片15，該底部片例如可以由金屬、云母、塑料或陶瓷 制成。管形的加熱元件11嵌入到粉末或顆粒中同樣未描述。按圖2a的實施形式尤其可 以通過表面狀加熱元件的成型進行制造，這是尤其有利的制造方法。圖2b和2c顯示在按圖Ia的實施例中用于連接管形的加熱元件1的其它可能性。 在圖2b中設(shè)置連接插頭9，該連接插頭能接觸通過凹部21徑向由內(nèi)金屬管3與外金屬管 4之間的空間導(dǎo)出的管形的加熱元件。圖2c同樣實現(xiàn)管形的加熱元件1徑向引導(dǎo)穿過兩 個凹部22、23。圖2d至2f顯示本發(fā)明的第三實施例的兩種方案，該實施例尤其是如圖2e可見的 那樣具有卷繞的管形的加熱元件31。圖2d顯示從斜上方看本發(fā)明的第三實施例的視圖。電加熱裝置30具有內(nèi)金屬 管33和外金屬管34，它們同軸地嵌套地設(shè)置并且一樣長。另外可見管形的加熱元件31 的端部，該加熱元件如在圖2e中詳細可見的那樣卷繞地設(shè)置在通過內(nèi)金屬管33和外金屬 管34構(gòu)成的空間中。另外在圖2d中又設(shè)置有選擇的底部片35。外金屬管34具有縱向 凹部31，管形的加熱元件31穿過該凹部35引導(dǎo)到在內(nèi)金屬管33與外金屬管34之間的空 間中或由該空間引導(dǎo)出來。圖2e顯示圖2d的實施例的、沿線B-B'剖開的剖視圖。除了管形的加熱元件 31的已經(jīng)描述的卷繞的走向之外，在本視圖中主要良好地可見管形的加熱元件31嵌入粉 末或顆粒32中。另外可見有選擇的連接側(cè)的端部片36。在圖2d的實施例的圖2f顯示的方案中，管形的加熱元件31在外金屬管33的縱 向延伸長度的中間附近引導(dǎo)穿過外金屬管的壁。這通過縱向凹部發(fā)生，該凹部然后與蓋 板24連接并且由于這個原因在圖2f中不可見。圖2g顯示從斜上方看本發(fā)明的第四實施例的視圖。電加熱裝置60具有內(nèi)金屬 管63和外金屬管64，它們同軸地嵌套地設(shè)置并且一樣長。另外可見管形的加熱元件61 的端部，該加熱元件如在圖2e中詳細可見的那樣卷繞地設(shè)置在通過內(nèi)金屬管63和外金屬 管64構(gòu)成的空間中。另外同樣熱電偶68卷繞地延伸。另外在圖2g中又設(shè)置有選擇的 底部片65。外金屬管64具有縱向的凹部67，管形的加熱元件61和熱電偶68穿過該凹 部引導(dǎo)到在內(nèi)金屬管63與外金屬管64之間的空間中或由該空間引導(dǎo)出來。圖2h顯示圖2g的實施例的、沿線B-B'剖開的剖視圖。除了管形的加熱元件 61和熱電偶68的已經(jīng)描述的卷繞的走向之外，在本視圖中主要良好地可見管形的加熱元 件61嵌入粉末或顆粒62中。另外可見有選擇的連接側(cè)的端部片66。圖2i顯示從斜上方看本發(fā)明的第五實施例的視圖。電加熱裝置70具有內(nèi)金屬 管73和外金屬管74，它們同軸地嵌套地設(shè)置并且一樣長。另外可見第一管形加熱元件 71的和第二管形加熱元件82的、設(shè)有連接插頭79、80的端部以及熱電偶78的設(shè)有連接 插頭81的端部。管形的加熱元件71、82和熱電偶78如在圖2j中詳細可見的那樣卷繞地 設(shè)置在通過內(nèi)金屬管73和外金屬管74構(gòu)成的空間中。另外在圖2i中也設(shè)置有選擇的底 部片75。外金屬管74具有縱向的凹部77，管形的加熱元件71、82和熱電偶81穿過該 凹部引導(dǎo)到在內(nèi)金屬管73與外金屬管74之間構(gòu)成的空間中或由該空間引導(dǎo)出來。
圖2j顯示圖2i的實施例的、沿線B-B'剖開的剖視圖。除了管形的加熱元件 71、82和熱電偶78的已經(jīng)描述的卷繞的走向之外，在本視圖中主要良好地還可見管形的 加熱元件71、82嵌入粉末或顆粒72中。另外可見有選擇的連接側(cè)的端部片76。圖3a至3g借助于圖Ia的實施例還再一次示意地描述在本發(fā)明的意義上管形的 加熱元件1嵌入到粉末或顆粒2中的不同的可能性。加熱元件1始終完全由粉末或顆粒 2、或者由粉末或顆粒2以及內(nèi)金屬管3和/或外金屬管4包圍。該加熱元件在圖3b和 3e中直接與外金屬管4接觸、在圖3c和3f中直接與內(nèi)金屬管3接觸并且在圖3d和3g中 直接與內(nèi)金屬管3和外金屬管4接觸。在圖3a中管形的加熱元件1僅由粉末或顆粒2包 圍。如由圖3b與3e、3c與3f以及3d與3g的比較直接得到的那樣，在管形的加熱元 件1與內(nèi)金屬管3和/或外金屬管4之間的接觸存在的情況下，這可以通過管形的加熱元 件1局部面狀地貼靠在相應(yīng)的金屬管3、4的未變化的輪廓上產(chǎn)生，但也可以通過管形的 加熱元件1局部地嵌入相應(yīng)的金屬管3、4中產(chǎn)生。在此描述的變形方案是兩種極端，同 樣可考慮中間形式。尤其在管形的加熱元件1與內(nèi)金屬管3和/或外金屬管4之間的點 狀或線狀的接觸也是可考慮。圖4a顯示相應(yīng)于沿在圖Ia中描述的線A-A'通過加熱裝置圓柱體的剖視圖的、 本發(fā)明的第六實施例的剖視圖。電加熱裝置50同樣具有曲折形地貫穿該加熱裝置的管形 的加熱元件51，該加熱元件設(shè)置在內(nèi)金屬管53與外金屬管54之間。該實施形式特征在 于內(nèi)金屬管53由在該內(nèi)金屬管的整個軸向延伸尺寸并且從而在其整個長度上延伸的凹 部58貫穿。在描述的示例中設(shè)置有選擇的封閉面56和57，它們使內(nèi)金屬管53和外金 屬管54在凹部58的沿軸向定向的邊緣上彼此連接。產(chǎn)生的腔室用粉末或顆粒52填充， 管形的加熱元件51嵌入該粉末或顆粒中。在需要徑向不對稱地加熱要加熱的構(gòu)件的情況 下，這種實施形式是尤其有利的，因為通過設(shè)置在該構(gòu)件上的脊部可以容易地設(shè)定該實 施形式的額定定向。圖4b顯示本發(fā)明的第七實施例的剖視圖，相應(yīng)于沿在圖Ia中描述的線A-A' 的、通過電加熱裝置的圓柱體的剖視圖。電加熱裝置40同樣具有曲折形地貫穿該加熱裝 置的管形的加熱元件41，該加熱元件設(shè)置在內(nèi)金屬管43與外金屬管44之間。該實施形 式特征在于外金屬管44由在該外金屬管的整個軸向延伸尺寸并且從而在其整個長度上 延伸的凹部48貫穿。在描述的示例中設(shè)置有選擇的封閉面46和47，它們使內(nèi)金屬管43 和外金屬管44在凹部48的沿軸向定向的邊緣上彼此連接。產(chǎn)生的腔室用粉末或顆粒52 填充，管形的加熱元件41嵌入該粉末或顆粒中。在期望電纜或供電電線隱藏地引導(dǎo)的情 況下，該實施形式是尤其有利的。圖5顯示作為第八實施形式的電加熱裝置100，作為面狀加熱元件包括作為邊界 面的第一金屬板103和第二金屬板104。在第一金屬板103與第二金屬板104之間的空 間中如在圖6中可見的那樣設(shè)置管形的加熱元件101，但是該加熱元件在圖5中不可見， 因為如在圖8中顯而易見的那樣僅該加熱元件的連接區(qū)域106以連接接頭109伸出電加熱 裝置100并且該連接接頭位于遠離使用者的一側(cè)上。管形的加熱元件101嵌入粉末或顆 粒102中，該粉末或顆粒填充在第一金屬板103與第二金屬板104之間的空間。在此描 述的實施形式中不設(shè)置框架，如果粉末或顆粒102壓實，那么使材料保持在其位置上的該框架是不必要的。另外在圖6的視圖中可見嵌入粉末或顆粒102中的管形的加熱元件101，該加熱 元件如由圖8更明確地得知的那樣曲折地通過電加熱裝置101延伸。圖7顯示管形的加熱元件101的放大的剖視圖，借助于該剖視圖可以理解管形的 加熱元件101的典型的結(jié)構(gòu)。管形的加熱元件101具有加熱導(dǎo)體111，該加熱元件在該結(jié) 構(gòu)中不僅在面狀加熱元件中而且在所有其它的電加熱裝置中可以采用并且被優(yōu)選采用， 該加熱導(dǎo)體嵌入由管形鋼套113包圍的中央的氧化鎂芯部112中。原則上用于外套和電 絕緣芯部的其它材料也是可考慮的。在圖8的視圖中又可見，管形的加熱元件101在這種情況中以其由連接插頭109 結(jié)束的連接區(qū)域106切向地由電加熱裝置100出來。原則上其它的情況例如連接區(qū)域106 由電加熱裝置100法向的導(dǎo)出也是可能的。借助于圖9顯而易見，構(gòu)成為面狀加熱元件的按本發(fā)明的電加熱裝置100通過成 型容易適配其它期望的形狀，在此適配幾乎封閉的環(huán)形體，該環(huán)形體例如可以用于加熱 圓柱形的構(gòu)件。恰好通過用于粉末或顆粒2、第一邊界面和第二邊界面的可能的材料組合 的多樣性可以尤其良好地調(diào)節(jié)具有按本發(fā)明的電加熱裝置100的這種成型性。但是在這 種成型是有目的的情況下，值得推薦的是設(shè)置框架，該框架與第一金屬板103和第二金 屬板104固定地連接。附圖標記列表
1、11、31、 41、51、61、71、82、101管形的加熱元件
1、32,42、 52、62、72、102粉末或顆粒
3、13、33、 43、53、63、73內(nèi)金屬管
103 第--金屬板
4、14、34、 44、54、64、74外金屬管
104 第二二金屬板
5、15、35、 65、75底部片
6, 36,66、76連接側(cè)的端部片
106連接區(qū)域
9、79、80、 81、109連接插頭
10、 30、40、 50、60、70、100電加熱裝置
16、 17、46、 47、56、57封閉面
18、 21、22、 23、48、58、67、77凹部
68、78熱電偶
24蓋片
111加熱導(dǎo)體
112氧化鎂芯部
113鋼套
權(quán)利要求
1.電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，尤其是用于加熱構(gòu)件的表面，所述 電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)能套到或放到所述構(gòu)件上，所述電加熱裝 置包括至少一個管形的加熱元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)和至少一個邊 界面，所述加熱元件具有金屬套，其特征在于所述管形的加熱元件(1、11、31、41、 51、61、71、82、101)至少局部嵌入到至少一種粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、 102)中，所述粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)至少貼緊在所述至少一個邊界 面的部分上。
2.按權(quán)利要求1所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 有正好一個邊界面，通過該邊界面管形的加熱元件(1、11、31、41、51、61、71、82、 101)和粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)壓緊成一個緊湊的單元。
3.按權(quán)利要求2所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 邊界面是管，該管由粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)和嵌入所述粉末或顆粒 內(nèi)的管形的加熱元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)完全或局部包圍，或者該 管包圍粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)和嵌入所述粉末或顆粒內(nèi)的管形的加 熱元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)。
4.按權(quán)利要求1所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 存在至少一個由金屬制成的第二邊界面，其中管形的加熱元件(1、11、31、41、51、 61、71、82、101)設(shè)置在由金屬制成的第一與第二邊界面之間并且在由金屬制成的各邊 界面之間的空間用粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)填充，管形的加熱元件 (1、11、31、41、51、61、71、82、101)設(shè)置在該空間中。
5.按權(quán)利要求4所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 由金屬制成的所述至少兩個邊界面通過外金屬管(4、14、34、44、54、64、74)的壁和 設(shè)置在外金屬管(4、14、34、44、54、64、74)中的內(nèi)金屬管(3、13、33、43、53、 63、73)的壁構(gòu)成。
6.按權(quán)利要求5所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 外金屬管(4、14、34、44、54、64、74)和 / 或內(nèi)金屬管(3、13、33、43、53、63、73) 具有沿軸向延伸的凹部(18、21、22、23、48、58、67、77)。
7.按權(quán)利要求4所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 所述至少兩個邊界面通過兩個平行且彼此間隔距離地設(shè)置的金屬板(103、104)構(gòu)成。
8.按權(quán)利要求4所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 所述至少兩個邊界面通過兩個彼此間隔距離地設(shè)置的金屬型材構(gòu)成。
9.按權(quán)利要求4至8任一項所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于所述至少兩個邊界面通過至少一個另外的邊界面彼此固定地連接，尤其是由 一個部件銑削或由一個金屬板拉延。
10.按權(quán)利要求1至9任一項所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于內(nèi)孔或整個電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)具有卵形的、帶角 的、彎曲的、倒角的或橢圓形的幾何形狀。
11.按上述權(quán)利要求任一項所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于由金屬制成的所述至少兩個邊界面通過由相同的或不同的材料制成的不同的金屬板段或管段組合。
12.按上述權(quán)利要求任一項所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于在由金屬制成的管形的邊界面的一個或兩個端部上設(shè)置由金屬、云母、塑料 或陶瓷制成的片或環(huán)。
13.按上述權(quán)利要求任一項所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于由金屬制成的管形的邊界面的一個或兩個端部用填料尤其是硅橡膠、環(huán)氧樹 脂或陶瓷粘合材料封閉。
14.按上述權(quán)利要求任一項所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)用多種不同的金屬粉末、尤其 是用多種不同的、設(shè)置在電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)的不同腔室中的 金屬粉末填充。
15.按權(quán)利要求6所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在 于外金屬管(4、14、34、44、54、64、74)和內(nèi)金屬管(3、13、33、43、53、63、73) 具有在各金屬管的整個長度上延伸的凹部(18、21、22、23、48、58、67、77)。
16.按權(quán)利要求15所述的電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在 于外套溫度計或熱電偶(68、78)通過凹部(18、21、22、23、48、58、67、77)引導(dǎo)。
17.用于制造電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)的方法，所述加熱裝置用 于加熱構(gòu)件的表面，電加熱裝置(10、30、40、50、60、70、100)在其應(yīng)用時套到或放 到所述構(gòu)件上，該方法至少具有如下步驟提供至少一個邊界面和至少一個相對于邊界面設(shè)置的管形的加熱元件(1、11、31、 41、 51、 61、 71、 82、 101)；將管形的加熱元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)至少局部嵌入粉末或 顆粒(2、32、42、52、62、72、102)，該粉末或顆粒至少局部貼緊在所述至少一個邊界 面；并且至少壓實粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)。
18.按權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述邊界面為了提供而設(shè)置在模盤 中，粉末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)添加到模盤的空腔中，管形的加熱元件 (1、11、31、41、51、61、71、82、101)按期望的方式設(shè)置在粉末或顆粒(2、32、42、 52、62、72、102)中并且然后在模盤中執(zhí)行壓實。
19.按權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于為了提供所述至少一個邊界面，將內(nèi) 金屬管(3、13、33、43、53、63、73)導(dǎo)入到外金屬管(4、14、34、44、54、64、74)中 并且將底部片(5、15、35、65、75)與內(nèi)金屬管(3、13、33、43、53、63、73)和外金 屬管(4、14、34、44、54、64、74)連接；為了提供管形的加熱元件(1、11、31、41、 51、61、71、82、101)，管形的加熱元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)導(dǎo)入 內(nèi)金屬管(3、13、33、43、53、63、73)與外金屬管(4、14、34、44、54、64、74)之 間；并且為了管形的加熱元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)至少局部嵌入粉 末或顆粒(2、32、42、52、62、72、102)中，將在內(nèi)金屬管(3、13、33、43、53、63、 73)與外金屬管(4、14、34、44、54、64、74)之間的容積優(yōu)選在晃動的情況下用粉末或 顆粒(2、32、42、52、62、72、102)填充。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尤其是用于加熱構(gòu)件的表面的電加熱裝置(10)及其制造方法，所述電加熱裝置(10)能套到或放到所述構(gòu)件上，所述電加熱裝置包括至少一個管形的加熱元件(1)和至少一個邊界面，所述加熱元件具有金屬套，所述管形的加熱元件(1)至少局部嵌入到至少一種粉末或顆粒(2)中，所述粉末或顆粒(2)至少貼緊在所述至少一個邊界面的部分上。
文檔編號H05B3/48GK102026431SQ201010283500
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月10日
發(fā)明者A·施利普夫 申請人:蒂爾克&希爾英格有限公司