专利名称：电加热装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的电加热装置以及一种用于制 造这种电加热装置的方法。这种加热装置例如用于加热工具、机械部件和机器尤其用于 加热塑料喷嘴。但是该加热装置的应用不限于这些目的，例如流体通过这种类型的加热 装置的输送可以达到期望的温度。有选择地，静止的流体或膨胀蜡也可以加热到期望的温度。
背景技术：
这种加热装置的尤其受欢迎的实施形式是这些带有圆柱形的几何形状的加热装 置和所谓的电的扁平加热体，所述扁平加热体具有基本上平面的几何形状，在一些结构 中通过成型可以转换成近乎任意的外形。具有圆柱形几何形状的加热装置例如由DE 201 09 413 UU EP 1395 085 Bl 或 DE 103 33 206 B4 已知。扁平加热体例如由DE 72 25 341、DE 71 10 931、DE 201 08 963U1 禾Π DE 201 18 050 Ul已知。已知的电加热装置通常由两个彼此间隔距离设置的边界面构成，在所述边界面 之间嵌入通常管形的包括真正的加热导体的加热元件。由现有技术基本上已知两种用于 在嵌入时得到尽可能良好的散热的方案，即管形的加热元件的浇铸以及管形的加热元件 到金属材料表面或绝缘材料表面的凹槽中的置入。这两种方案如下面解释的那样具有明 显的缺点。在浇铸管形的加热元件时存在自发的缩孔形成的问题。这导致有缺点的散热和 加热元件的失灵。倘使建议，加热导体嵌入用作为中间层或边界面的物体尤其是具有设置在其内 的凹部或凹槽的板或管中，较高的工作耗费是，随着凹槽产生的嵌入是不利的。另外困 难的是，在这种嵌入中要确保，在加热元件与绝缘材料板之间的热接触是均勻的，即在 所有位置上是同样良好的，但如果没有实现这一点，那么发生局部有缺点的散热，最后 带来加热的失灵。倘使建议，构成为管加热体的加热元件压入由金属制成的彼此叠置的边界面、 支承件或包围板中，问题在于，力耗费这样高，以至于加热元件在其功能方面敏感地受 到影响，该力耗费是必要，以便实现加热元件的完全的包围。发生变形和压缩，这导致 欧姆电阻的局部改变。另外会发生加热元件的线圈的不受控制的移动，使得在电加热元 件的表面上的力求的温度曲线不再实现。最后显示，要采用的压力这样高，以至于金属 板开始屈服，这导致电加热元件的不确定的延长。尽管如此这也不是对于加热元件的任意几何形状都是可能的。尤其对于具有小 升角的紧密的线圈不发生线圈的完全的包围，即发生局部有缺点的散热，这随之带来上 面已经提及的失灵危险。
发明内容
因此本发明的目的在于提出一种能有利制造的电加热装置，其具有改善的尤其 是较可靠的散热；以及提出一种用于制造这种电加热装置的方法。上述目的通过具有权利要求1的特征的电加热装置和具有权利要求37的特征的 用于制造这种电加热装置的方法解决。本发明有利的实施形式可见相应的从属权利要 求。按本发明的电加热装置具有至少一个带有金属外套的管形的加热元件，该加热 元件至少局部嵌入至少一种粉末或颗粒中。这种加热元件通常涉及一个或多个加热线 圈，所述加热线圈嵌入电绝缘的芯部、尤其是金属氧化物芯部中。所述芯部本身被金属 套尤其是钢套包围。具体的实施形式例如是通常已知的管式线圈筒(Rohrwendelpatrone) 和管加热体。在此粉末或颗粒至少局部贴紧在边界面上。粉末或颗粒的至少部分边界层与边 界面直接接触。边界面尤其可以是金属板或金属管，但其形状适配应用的相应的要求。 管形的加热元件的管横截面在此任意形成，尤其是圆形的或多边形的。管形的加热元件“至少部分嵌入”在此意味着，嵌入不必一定要通过粉末或颗 粒围绕管形的加热元件的整个圆周来实现。也可能的是并且根据电的面状加热元件的使 用领域的不同情况有意义的是，管形的加热元件以其圆周的一部分与边界面直接接触， 该边界面面向要加热的构件或远离该构件。管形的加热元件嵌入粉末或颗粒中具有显著优点。即不必要将凹槽加工到板 中，也不必要施加这样高的压力以使得实现很大程度上压入管形的加热元件，并且完全 避免浇铸过程。另外通过使用粉末自动地实现在加热元件与环境之间的热接触的高度均 勻。在此意想不到地在采用颗粒时能够得到特别良好的结果。颗粒与粉末的区别在于其 较粗的结构，它以较大的颗粒表示并且能够尤其通过粉末的颗粒增大过程产生。在此尤 其优选地金属颗粒，其在任意空间方向上的延伸尺寸形成在0.1至Imm之间的平均颗粒 大小。在本发明的第一实施形式中有正好一个边界面，通过该边界面管形的加热元件 和粉末或颗粒压紧成紧凑的单元。在此要考虑的是，用于压紧粉末或颗粒明的压力比用 于使管形的加热元件压入到金属板中的压力明显更低是必要的，以至在此避免在那产生 的问题。例如在边界面设置在模盘中、粉末或颗粒添加到模盘的空腔中、加热元件按期 望的方式设置在粉末或颗粒中并且然后在模盘中执行压紧的情况下，得到这样的单元。 另一可能性在于，首先在模盘中将粉末和管形的加热元件压实成自承的结构组并且之后 才与边界面接触，该边界面在这样的情况中也可以由要加热的结构组的表面构成。通过这样的方式得到电加热装置，它可以继续用作为尤其材料节省的结构组。在该实施形式的一种特别优选的变形方案中，由金属制成的边界面是这样的 管，该管由粉末或颗粒和嵌入所述粉末或颗粒中的加热元件完全或局部包围以使该管用 作为内管或内套，或者作为外管或外套包围粉末或颗粒和嵌入所述粉末或颗粒中的加热 元件。这种几何结构能够用于多种形式的喷嘴。管是作为内管还是外管，取决于使用详 情。
在本发明的第二实施形式中，附加地存在至少一个由金属制成的第二边界面并 且管形的加热元件设置在由金属制成的第一与第二边界面之间。贴紧在由金属制成的第 一边界面上的粉末或颗粒在此填充由金属制成的第一与第二边界面之间的空间，只要该 空间没有被管形的加热元件填充。一种特别优选的电加热装置具有外金属管和设置在外金属管内的内金属管以及 至少一个具有金属套的管形的加热元件，该电加热装置尤其可以用于加热圆柱形的构件 例如塑料喷嘴。在此管形的加热元件设置在金属管之间并且至少局部嵌入至少一种粉末 或颗粒中，在外金属管与内金属管之间的区域用该粉末或颗粒填充。适宜地在此采用相 同长度的内和外金属管，它们的纵轴线基本上彼此平行。在本发明意义上的管在此不必具有无中断的周面，尤其是在凹部例如缝隙或间 隙沿轴向在所述周面的整个长度上穿过周面，这种结构例如可以通过将恒定的弯曲压制 到金属带上而产生，也采用术语“管”。同样至少在该术语中在管的横截面方面排除限 制，尤其该管不仅可以是圆的，而且可以是椭圆的、倒角的或多边形的。横截面变形方 案和尤其是直径变形方案也适用，成锥形的管同样理解成术语“管”。在期望对称的加热的情况下，尤其有利的是，外金属管和内金属管彼此同心地 设置。如果电加热装置要用作为面状加热元件或扁平加热体，那么边界面的有利的结 构设定，至少两个边界面通过两个平行并且彼此间隔距离地设置的金属板构成。对要加热的构件的形状的其它的适配一方面可以通过上述面状加热元件的变形 得到，但原则上也可能的是，已经按期望成型的金属型材用作为边界面。可以有利的是，第一和第二边界面通过至少一个其它的边界面彼此固定地连 接，尤其是由一个部件铣削或由一个金属板拉伸。对于要采用的加热元件有利的是，所述加热元件由弯曲的或卷绕的优选压缩的 管式线圈筒、或者由弯曲的或卷绕的优选压缩的管加热体构成。所述加热元件也可以作 为管线圈卷绕到管体中。粉末或颗粒的选择能够适配应用要求。可以采用由金属尤其是铝、黄铜或红铜 制成的粉末或颗粒，但是金属氧化物、石英沙或陶瓷材料也是可能的。可以尤其有利的 是，面状加热元件完全或局部压实。因此尤其在均勻性方面实现较好的导热。在此描述的电加热装置中尤其得到对相应应用的显著的结构可能性和适配可能 性。两个边界面以及粉末或颗粒可以由相同的材料制成，因此保证特别均勻的导热。但 是也可以设定由不同材料制成的边界面，例如在电加热装置的面向要加热的构件的一侧 上特别良好的导热性是重要的，但是同时要满足对电加热装置的机械稳定性的确定的要 求。如果后来要成型面状加热元件，例如在该加热元件作为套环应环绕圆柱形的要加热 的构件并且应相对于该构件弯曲的情况下，那么尤其是这种情况。在此其它的自由度如 下实现，即根据这样的考虑也可以选出用于填充的粉末或颗粒。电加热装置在其几何结构方面有利地可以适配要加热的构件的几何形状。该电 加热装置尤其可以设置具有径向对称性的内孔或者总体上是径向对称的。在这种结构中 也可以加热锥形构件。但是也可以适宜的是，存在圆柱形的内孔或整个加热装置是圆柱 形的，或者内孔或整个加热装置具有卵形的、带角的、弯曲的、倒角的或椭圆形的几何形状。同样对于相应要加热的结构的需求容易的是，管形的加热元件由电加热装置引 导出。可以有利的是，管形的加热元件的至少一个端部沿轴向、切向或径向由加热装置导出。对于在电加热元件的面向要加热的构件的表面上的温度曲线的有目的的调节， 不仅可以采用容纳在该电加热元件内的管形的加热元件的构造尤其是例如该加热元件的 线圈的构造，而且可以采用应用的材料的或其特性例如其厚度的变形方案。另外根据应用的不同情况可以有利的是，如下防止采用的粉末或颗粒受到环境 影响，即该粉末或颗粒被边界面全面地包围。此外尤其可以采用由金属、云母、塑料或 陶瓷制成的单件式的或多件式的框架，该框架沿所述至少两个边界面的延伸方向限定用 所述至少一种粉末或颗粒填充的空间。在由两根管构成的结构的简单的情况下，它简单 地通过两个片或环构成。但是例如也可能的是，在采用填料尤其是硅橡胶、环氧树脂或 陶瓷粘合材料的情况下，这种空间上的限定通过封闭实现。另外有利的是，第一和/或第二边界面由挤压部件、尤其是由铝制成的挤压部 件构成。最后对于一些应用有利的是，电加热装置用多种不同的金属粉末尤其是用多种 不同的、设置在电加热装置的不同的腔室中的金属粉末填充。这些腔室例如可以通过在 边界面之间设置中间壁而产生。通过设置多个管形的加热元件能够进一步改变实现的温度曲线。尤其有利的 是，管式线圈筒用作为管形的加热元件，该管式线圈筒在弯曲或卷绕之后再压缩、尤其 是在芯棒上再压缩。在电加热装置压缩时，可以实现尤其良好的导热，其中在压缩时在径向变小的 压紧过程期间内部的、管形的周面设有配合芯棒、尤其是圆柱形的配合芯棒。如果外金属管和内金属管设有凹部，该凹部在金属管的整个长度上延伸，那么 通过面状加热元件的成型或弯曲，电加热装置的特别廉价的制造是可能的。有利的是， 外金属管由拉伸的金属管构成或者外金属管由挤压型材优选由铝挤压型材构成。如果内金属管的内轮廓具有比要加热的构件小的尺寸并且从而能张紧到该构件 上，那么产生内金属管的特别优选的尺寸。有选择地也有益的是，张紧元件设置在外金 属管上，通过所述张紧元件加热装置可以张紧到要加热的构件上。如果外套温度计或热 电偶此外通过间隙引导，那么在热电偶失灵的情况下其备用件可以是简单的和廉价的。按本发明的方法用于制造用于加热构件表面的电加热装置，电加热装置在其应 用时套到或放到所述构件上，即用于制造这样的电加热装置，它不是设计成集成的与要 加热的构件固定地连接的器具，而是可以事后设置在器具上或与机器分离。这至少具有 如下步骤提供边界面和相对于该边界面设置的管形的加热元件并且管形的加热元件至 少局部嵌入粉末或颗粒中。在此无关紧要的是，是否首先提供边界面还是管形的加热元 件或者两者同时提供。也可能的是，在提供边界面与提供管形的加热元件之间执行其它 步骤，例如提供一个第二边界面和将第一和第二边界面连接。另外可能的是，粉末或颗 粒在提供管形的加热元件之前已经完全地或部分地添加。管形的加热元件相对于边界面设置意味着，该加热元件处于通过边界面限定的空间区域或半空间中。另外管形的加热元件嵌入粉末或颗粒中，该加热元件在嵌入之后至少局部贴紧 在至少一个边界面上。这可以如下实现，粉末或颗粒在管形的加热元件之前添加(例如 通过管形的加热元件压入或掩埋在粉末或颗粒中)、该粉末或颗粒部分地在管形的加热元 件之前提供、或者在该粉末或颗粒在管形的加热元件之后提供(例如事后通过堆积粉末 或颗粒)。然后在另一步骤中至少实现至少粉末或颗粒的压实。尤其因此可能的是，粉末 或颗粒与管形的加热元件一起压实成自承的结构组并且紧接着才产生与边界面的连接。这种方式允许，按简单且廉价的方式制成电加热元件，该加热元件保证良好的 散热并且同时构成可柔性使用的结构组。在本方法的一种尤其优选的实施形式中构成结构组，其中用于供应的边界面设 置在模盘中，粉末或颗粒添加到模盘的空腔中，加热元件按期望的方式设置在粉末或颗 粒中并且然后在模盘中执行压实。通过适合的压实得到具有嵌入的管形的加热元件的很 大程度上自承的粉末体，该粉末体然后套到要加热的构件上并且必要时通过其它的压实 例如通过锤打与所述构件处于良好的热接触。当然借助于模盘的描述的应用情况也可以 制造具有多于一个边界面的电加热装置。在本方法的一种特别优选的第二实施形式中为了提供所述至少一个边界面内金 属管导入到外金属管中并且底部片与内部的和外部的金属管连接，该实施形式尤其良好 地适用于制造用于圆柱形构件的电加热元件。为了提供管形的加热元件，管形的加热元 件在内金属管与外金属管之间导入。然后为了管形的加热元件至少局部嵌入粉末或颗粒 中，在内金属管与外金属管之间的容积优选在晃动的情况下用粉末或颗粒填充。
下面借助于附图详细解释本发明。其中图Ia显示从斜上方看本发明的第一实施例的视图；图Ib显示图Ia实施例的、沿线B-B'剖开的剖视图；图Ic显示在忽略粉末或颗粒情况下图Ia的电加热元件的分解图；图2a显示本发明的第二实施例，包括沿轴向的连续的凹部；图2b显示具有管形的加热元件的接头的第一变形方案的、按图Ia的实施例；图2c显示具有管形的加热元件的接头的第二变形方案的、按图Ia的实施例；图2d显示具有卷绕的管形的加热元件的本发明的第三实施例；图2e显示图2d实施例的、沿线B-B ‘剖开的剖视图；图2f显示具有管形的加热元件的接头的一种变形方案的、按图2d的实施例；图2g显示本发明的第四实施例，包括一个卷绕的管形的加热元件和伴随线圈引 导的热电偶；图2h显示图2g实施例的、沿线B-B'剖开的剖视图；图2i显示本发明的第五实施例，包括两个卷绕的管形的加热元件和伴随线圈引 导的热电偶；图2j显示图2i实施例的、沿线B-B'剖开的剖视图3a_g显示嵌入按本发明的管形的加热元件的不同可能性；图4a显示相应于沿在图Ia中描述的线A-A'的剖视图的、本发明的第六实施例 的剖视图；图4b显示相应于沿在图Ia中描述的线A-A'的剖视图的、本发明的第七实施例 的剖视图；图5显示从斜上方看本发明的第八实施例的视图；图6显示图5实施例的、沿线A-A‘剖开的剖视图；图7显示管形的加热元件的局部放大图；图8显示图5实施例的、沿线B-B ‘剖开的剖视图；图9显示按图5的在表面状加热元件压实之后形成几乎封闭的环形体的实施例 的、图6的视图。
具体实施例方式在所有附图中相同的附图标记用于相同实施例的相同结构元件。图Ia显示从斜上方看本发明的第一实施例的视图。电加热装置10具有内金属 管3和外金属管4，它们同轴地嵌套地设置并且一样长。另外可见管形的加热元件1的端 部，该加热元件如在图Ib和Ic中详细可见的那样曲折形地设置在通过内金属管3和外金 属管4构成的空间内。另外在图Ia中设置环形的有选择的底部片5，该底部片例如可以 由金属、云母、塑料或陶瓷制成。有选择地在内金属管3与外金属管4之间的空间的封 闭通过填料例如用硅橡胶、环氧树脂或陶瓷粘合材料实现。但是尤其在压实期间例如通 过模盘的壁使该容积暂时封闭地保持的情况下，适合压实的粉末或颗粒2也可以是自承 的，使得在制成的电加热装置10时在内金属管3与外金属管4之间的空间的封闭不再必 要。图Ib显示图Ia的实施例的、沿线B-B'剖开的剖视图。除了管形的加热元件 1的已描述的曲折形的走向之外，在该视图中主要良好地可见管形加热元件1嵌入粉末或 颗粒2中。另外可见管形的连接侧的端部片6，管形的加热元件1穿过该端部片引导到在 内金属管3与外金属管4之间的空间中或由该空间引导出来。端部片6由于上面已经描 述的原因是有选择的，该端部片可以由与底部片一样的材料制成。图Ic显示图Ia的电加热装置10的分解图，忽略未描述的粉末或颗粒2。借助 于该附图能够良好地解释用于制造电加热装置10的可能的方式。内金属管3导入到外金 属管4内。底部片5与两个金属管4连接例如粘接或焊接。管形的加热元件1导入到内 金属管3与外金属管4之间。然后在所述管之间的容积优选在晃动的情况下用粉末或颗 粒2填充并且连接侧的端部片6进行安装且与内金属管3和外金属管4连接。紧接着能 压实整个结构。图2a显示本发明的第二实施例，包括沿轴向连续的凹部。电加热装置20具有 内金属管13和外金属管14，它们同轴地嵌套地设置并且一样长。但在此不仅内金属管 13而且外金属管14都由凹部18贯穿，该凹部沿两个金属管13、14的整个轴向延伸长度 贯穿所述两个金属管。另外内金属管53和外金属管54在凹部58的沿轴向定向的边缘上 彼此通过封闭面16、17相互连接。
另外可见管形的加热元件11的端部，该加热元件11 (在此未描述)与在第一实 施例中一样曲折形地设置在通过内金属管13与外金属管14构成的空间中。另外在图2a 中又设置有选择的同样开缝的底部片15，该底部片例如可以由金属、云母、塑料或陶瓷 制成。管形的加热元件11嵌入到粉末或颗粒中同样未描述。按图2a的实施形式尤其可 以通过表面状加热元件的成型进行制造，这是尤其有利的制造方法。图2b和2c显示在按图Ia的实施例中用于连接管形的加热元件1的其它可能性。 在图2b中设置连接插头9，该连接插头能接触通过凹部21径向由内金属管3与外金属管 4之间的空间导出的管形的加热元件。图2c同样实现管形的加热元件1径向引导穿过两 个凹部22、23。图2d至2f显示本发明的第三实施例的两种方案，该实施例尤其是如图2e可见的 那样具有卷绕的管形的加热元件31。图2d显示从斜上方看本发明的第三实施例的视图。电加热装置30具有内金属 管33和外金属管34，它们同轴地嵌套地设置并且一样长。另外可见管形的加热元件31 的端部，该加热元件如在图2e中详细可见的那样卷绕地设置在通过内金属管33和外金属 管34构成的空间中。另外在图2d中又设置有选择的底部片35。外金属管34具有纵向 凹部31，管形的加热元件31穿过该凹部35引导到在内金属管33与外金属管34之间的空 间中或由该空间引导出来。图2e显示图2d的实施例的、沿线B-B'剖开的剖视图。除了管形的加热元件 31的已经描述的卷绕的走向之外，在本视图中主要良好地可见管形的加热元件31嵌入粉 末或颗粒32中。另外可见有选择的连接侧的端部片36。在图2d的实施例的图2f显示的方案中，管形的加热元件31在外金属管33的纵 向延伸长度的中间附近引导穿过外金属管的壁。这通过纵向凹部发生，该凹部然后与盖 板24连接并且由于这个原因在图2f中不可见。图2g显示从斜上方看本发明的第四实施例的视图。电加热装置60具有内金属 管63和外金属管64，它们同轴地嵌套地设置并且一样长。另外可见管形的加热元件61 的端部，该加热元件如在图2e中详细可见的那样卷绕地设置在通过内金属管63和外金属 管64构成的空间中。另外同样热电偶68卷绕地延伸。另外在图2g中又设置有选择的 底部片65。外金属管64具有纵向的凹部67，管形的加热元件61和热电偶68穿过该凹 部引导到在内金属管63与外金属管64之间的空间中或由该空间引导出来。图2h显示图2g的实施例的、沿线B-B'剖开的剖视图。除了管形的加热元件 61和热电偶68的已经描述的卷绕的走向之外，在本视图中主要良好地可见管形的加热元 件61嵌入粉末或颗粒62中。另外可见有选择的连接侧的端部片66。图2i显示从斜上方看本发明的第五实施例的视图。电加热装置70具有内金属 管73和外金属管74，它们同轴地嵌套地设置并且一样长。另外可见第一管形加热元件 71的和第二管形加热元件82的、设有连接插头79、80的端部以及热电偶78的设有连接 插头81的端部。管形的加热元件71、82和热电偶78如在图2j中详细可见的那样卷绕地 设置在通过内金属管73和外金属管74构成的空间中。另外在图2i中也设置有选择的底 部片75。外金属管74具有纵向的凹部77，管形的加热元件71、82和热电偶81穿过该 凹部引导到在内金属管73与外金属管74之间构成的空间中或由该空间引导出来。
图2j显示图2i的实施例的、沿线B-B'剖开的剖视图。除了管形的加热元件 71、82和热电偶78的已经描述的卷绕的走向之外，在本视图中主要良好地还可见管形的 加热元件71、82嵌入粉末或颗粒72中。另外可见有选择的连接侧的端部片76。图3a至3g借助于图Ia的实施例还再一次示意地描述在本发明的意义上管形的 加热元件1嵌入到粉末或颗粒2中的不同的可能性。加热元件1始终完全由粉末或颗粒 2、或者由粉末或颗粒2以及内金属管3和/或外金属管4包围。该加热元件在图3b和 3e中直接与外金属管4接触、在图3c和3f中直接与内金属管3接触并且在图3d和3g中 直接与内金属管3和外金属管4接触。在图3a中管形的加热元件1仅由粉末或颗粒2包 围。如由图3b与3e、3c与3f以及3d与3g的比较直接得到的那样，在管形的加热元 件1与内金属管3和/或外金属管4之间的接触存在的情况下，这可以通过管形的加热元 件1局部面状地贴靠在相应的金属管3、4的未变化的轮廓上产生，但也可以通过管形的 加热元件1局部地嵌入相应的金属管3、4中产生。在此描述的变形方案是两种极端，同 样可考虑中间形式。尤其在管形的加热元件1与内金属管3和/或外金属管4之间的点 状或线状的接触也是可考虑。图4a显示相应于沿在图Ia中描述的线A-A'通过加热装置圆柱体的剖视图的、 本发明的第六实施例的剖视图。电加热装置50同样具有曲折形地贯穿该加热装置的管形 的加热元件51，该加热元件设置在内金属管53与外金属管54之间。该实施形式特征在 于内金属管53由在该内金属管的整个轴向延伸尺寸并且从而在其整个长度上延伸的凹 部58贯穿。在描述的示例中设置有选择的封闭面56和57，它们使内金属管53和外金 属管54在凹部58的沿轴向定向的边缘上彼此连接。产生的腔室用粉末或颗粒52填充， 管形的加热元件51嵌入该粉末或颗粒中。在需要径向不对称地加热要加热的构件的情况 下，这种实施形式是尤其有利的，因为通过设置在该构件上的脊部可以容易地设定该实 施形式的额定定向。图4b显示本发明的第七实施例的剖视图，相应于沿在图Ia中描述的线A-A' 的、通过电加热装置的圆柱体的剖视图。电加热装置40同样具有曲折形地贯穿该加热装 置的管形的加热元件41，该加热元件设置在内金属管43与外金属管44之间。该实施形 式特征在于外金属管44由在该外金属管的整个轴向延伸尺寸并且从而在其整个长度上 延伸的凹部48贯穿。在描述的示例中设置有选择的封闭面46和47，它们使内金属管43 和外金属管44在凹部48的沿轴向定向的边缘上彼此连接。产生的腔室用粉末或颗粒52 填充，管形的加热元件41嵌入该粉末或颗粒中。在期望电缆或供电电线隐藏地引导的情 况下，该实施形式是尤其有利的。图5显示作为第八实施形式的电加热装置100，作为面状加热元件包括作为边界 面的第一金属板103和第二金属板104。在第一金属板103与第二金属板104之间的空 间中如在图6中可见的那样设置管形的加热元件101，但是该加热元件在图5中不可见， 因为如在图8中显而易见的那样仅该加热元件的连接区域106以连接接头109伸出电加热 装置100并且该连接接头位于远离使用者的一侧上。管形的加热元件101嵌入粉末或颗 粒102中，该粉末或颗粒填充在第一金属板103与第二金属板104之间的空间。在此描 述的实施形式中不设置框架，如果粉末或颗粒102压实，那么使材料保持在其位置上的该框架是不必要的。另外在图6的视图中可见嵌入粉末或颗粒102中的管形的加热元件101，该加热 元件如由图8更明确地得知的那样曲折地通过电加热装置101延伸。图7显示管形的加热元件101的放大的剖视图，借助于该剖视图可以理解管形的 加热元件101的典型的结构。管形的加热元件101具有加热导体111，该加热元件在该结 构中不仅在面状加热元件中而且在所有其它的电加热装置中可以采用并且被优选采用， 该加热导体嵌入由管形钢套113包围的中央的氧化镁芯部112中。原则上用于外套和电 绝缘芯部的其它材料也是可考虑的。在图8的视图中又可见，管形的加热元件101在这种情况中以其由连接插头109 结束的连接区域106切向地由电加热装置100出来。原则上其它的情况例如连接区域106 由电加热装置100法向的导出也是可能的。借助于图9显而易见，构成为面状加热元件的按本发明的电加热装置100通过成 型容易适配其它期望的形状，在此适配几乎封闭的环形体，该环形体例如可以用于加热 圆柱形的构件。恰好通过用于粉末或颗粒2、第一边界面和第二边界面的可能的材料组合 的多样性可以尤其良好地调节具有按本发明的电加热装置100的这种成型性。但是在这 种成型是有目的的情况下，值得推荐的是设置框架，该框架与第一金属板103和第二金 属板104固定地连接。附图标记列表
1、11、31、 41、51、61、71、82、101管形的加热元件
1、32,42、 52、62、72、102粉末或颗粒
3、13、33、 43、53、63、73内金属管
103 第--金属板
4、14、34、 44、54、64、74外金属管
104 第二二金属板
5、15、35、 65、75底部片
6, 36,66、76连接侧的端部片
106连接区域
9、79、80、 81、109连接插头
10、 30、40、 50、60、70、100电加热装置
16、 17、46、 47、56、57封闭面
18、 21、22、 23、48、58、67、77凹部
68、78热电偶
24盖片
111加热导体
112氧化镁芯部
113钢套
权利要求
1.电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，尤其是用于加热构件的表面，所述 电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)能套到或放到所述构件上，所述电加热装 置包括至少一个管形的加热元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)和至少一个边 界面，所述加热元件具有金属套，其特征在于所述管形的加热元件(1、11、31、41、 51、61、71、82、101)至少局部嵌入到至少一种粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、 102)中，所述粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)至少贴紧在所述至少一个边界 面的部分上。
2.按权利要求1所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 有正好一个边界面，通过该边界面管形的加热元件(1、11、31、41、51、61、71、82、 101)和粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)压紧成一个紧凑的单元。
3.按权利要求2所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 边界面是管，该管由粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)和嵌入所述粉末或颗粒 内的管形的加热元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)完全或局部包围，或者该 管包围粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)和嵌入所述粉末或颗粒内的管形的加 热元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)。
4.按权利要求1所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 存在至少一个由金属制成的第二边界面，其中管形的加热元件(1、11、31、41、51、 61、71、82、101)设置在由金属制成的第一与第二边界面之间并且在由金属制成的各边 界面之间的空间用粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)填充，管形的加热元件 (1、11、31、41、51、61、71、82、101)设置在该空间中。
5.按权利要求4所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 由金属制成的所述至少两个边界面通过外金属管(4、14、34、44、54、64、74)的壁和 设置在外金属管(4、14、34、44、54、64、74)中的内金属管(3、13、33、43、53、 63、73)的壁构成。
6.按权利要求5所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 外金属管(4、14、34、44、54、64、74)和 / 或内金属管(3、13、33、43、53、63、73) 具有沿轴向延伸的凹部(18、21、22、23、48、58、67、77)。
7.按权利要求4所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 所述至少两个边界面通过两个平行且彼此间隔距离地设置的金属板(103、104)构成。
8.按权利要求4所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在于 所述至少两个边界面通过两个彼此间隔距离地设置的金属型材构成。
9.按权利要求4至8任一项所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于所述至少两个边界面通过至少一个另外的边界面彼此固定地连接，尤其是由 一个部件铣削或由一个金属板拉延。
10.按权利要求1至9任一项所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于内孔或整个电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)具有卵形的、带角 的、弯曲的、倒角的或椭圆形的几何形状。
11.按上述权利要求任一项所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于由金属制成的所述至少两个边界面通过由相同的或不同的材料制成的不同的金属板段或管段组合。
12.按上述权利要求任一项所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于在由金属制成的管形的边界面的一个或两个端部上设置由金属、云母、塑料 或陶瓷制成的片或环。
13.按上述权利要求任一项所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于由金属制成的管形的边界面的一个或两个端部用填料尤其是硅橡胶、环氧树 脂或陶瓷粘合材料封闭。
14.按上述权利要求任一项所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其 特征在于电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)用多种不同的金属粉末、尤其 是用多种不同的、设置在电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)的不同腔室中的 金属粉末填充。
15.按权利要求6所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在 于外金属管(4、14、34、44、54、64、74)和内金属管(3、13、33、43、53、63、73) 具有在各金属管的整个长度上延伸的凹部(18、21、22、23、48、58、67、77)。
16.按权利要求15所述的电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)，其特征在 于外套温度计或热电偶(68、78)通过凹部(18、21、22、23、48、58、67、77)引导。
17.用于制造电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)的方法，所述加热装置用 于加热构件的表面，电加热装置(10、30、40、50、60、70、100)在其应用时套到或放 到所述构件上，该方法至少具有如下步骤提供至少一个边界面和至少一个相对于边界面设置的管形的加热元件(1、11、31、 41、 51、 61、 71、 82、 101)；将管形的加热元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)至少局部嵌入粉末或 颗粒(2、32、42、52、62、72、102)，该粉末或颗粒至少局部贴紧在所述至少一个边界 面；并且至少压实粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)。
18.按权利要求17所述的方法，其特征在于所述边界面为了提供而设置在模盘 中，粉末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)添加到模盘的空腔中，管形的加热元件 (1、11、31、41、51、61、71、82、101)按期望的方式设置在粉末或颗粒(2、32、42、 52、62、72、102)中并且然后在模盘中执行压实。
19.按权利要求17所述的方法，其特征在于为了提供所述至少一个边界面，将内 金属管(3、13、33、43、53、63、73)导入到外金属管(4、14、34、44、54、64、74)中 并且将底部片(5、15、35、65、75)与内金属管(3、13、33、43、53、63、73)和外金 属管(4、14、34、44、54、64、74)连接；为了提供管形的加热元件(1、11、31、41、 51、61、71、82、101)，管形的加热元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)导入 内金属管(3、13、33、43、53、63、73)与外金属管(4、14、34、44、54、64、74)之 间；并且为了管形的加热元件(1、11、31、41、51、61、71、82、101)至少局部嵌入粉 末或颗粒(2、32、42、52、62、72、102)中，将在内金属管(3、13、33、43、53、63、 73)与外金属管(4、14、34、44、54、64、74)之间的容积优选在晃动的情况下用粉末或 颗粒(2、32、42、52、62、72、102)填充。
全文摘要
本发明涉及一种尤其是用于加热构件的表面的电加热装置(10)及其制造方法，所述电加热装置(10)能套到或放到所述构件上，所述电加热装置包括至少一个管形的加热元件(1)和至少一个边界面，所述加热元件具有金属套，所述管形的加热元件(1)至少局部嵌入到至少一种粉末或颗粒(2)中，所述粉末或颗粒(2)至少贴紧在所述至少一个边界面的部分上。
文档编号H05B3/48GK102026431SQ201010283500
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者A·施利普夫 申请人:蒂尔克&希尔英格有限公司