[发明专利]电加热装置及其制造方法

说明书

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 U1、EP 1395 085 B1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和DE 201 18 050 U1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匀的，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匀。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1mm之间的平均颗粒大小。