管状电加热装置

技术领域

本发明涉及一种管状电加热装置。

背景技术

管状电加热装置被广泛用作例如用于在注塑成型时使用的喷嘴的喷嘴加热器。

在许多已知的实施方式中，这种电加热装置具有管状导热体，该管状导热体具有管护套和管内腔，待加热物体被收纳在管内腔中，例如当用作喷嘴加热器的管状电加热装置被推到喷嘴上时。

在这里，例如从DE 20 2020 102 066 U1或DE 20 2011 003 451 U1已知，为管状电加热装置纵向地设置狭缝和可选的夹紧机构，以允许在松弛状态下将管状电加热装置轻松推拉到待加热物体上，但同时确保在管状导热体在夹紧状态下加热时在管状导热体的内表面和待加热物体之间紧密接触。

在这种管状电加热装置的大量应用中，重要的是待加热物体的温度监测，该温度监测必须经常在限定位置处进行。在已知的具有温度传感器和狭缝的管状电加热装置中，例如在DE 200 15 016 U1中所描述的那样，这种温度监测通过在狭缝中被引导的热电偶来实现。然而，在实践中已经表明，当将这种管状电加热装置夹紧到待加热物体上时，可能会发生难以控制的位置变化和/或甚至热电偶的变形，这会损害其期望的功能。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种通过热电偶进行温度监测的管状电加热装置，该管状电加热装置可以利用狭缝来夹紧，并且减少了夹紧对热电偶功能的负面影响。

该目的通过本发明的管状电加热装置来实现。

一种根据本发明的管状电加热装置具有管状导热体，所述管状导热体具有管护套和用于收纳待加热物体的管内腔。管状导热体由螺旋管筒加热，所述螺旋管筒可以例如被插入到引入到管状导热体中的槽中。在这里，管状导热体还具有一个或多个狭缝，所述一个或多个狭缝如此布置，使得在管状电加热装置的由旋转轴线的走向预给定的延伸方向上，在管护套中的每个位置处设有至少一个狭缝的至少一个部段，从而管状电加热装置是可夹紧的，换句话说，从而实现管内腔的横截面的改变。根据本发明的管状电加热装置还具有热电偶。

对于本发明重要的是，热电偶的至少一个部段在导热体的凹陷部中被引导。这样，限定了热电偶相对于导热体的位置并确保的是，热电偶随着导热体在夹紧时执行的移动而移动，并且显著降低了热电偶变形的风险。

在这里，优选地，凹陷部的至少一个部段以与狭缝相邻的方式伸展，热电偶的部段在凹陷部中被引导。该措施使边缘条件最小化，这导致针对螺旋管筒的走向将热电偶分段收纳在导热体中的凹陷部中并因此导致加热功率的分布。当热电偶的部段被引导所在的凹陷部的至少一个部段平行于狭缝伸展时，该效果特别显著。

特别优选的是，管状电加热装置具有夹紧器件，通过致动夹紧器件可以改变狭缝的边缘之间的距离，这允许以期望的夹紧力夹紧管状电加热装置。这可以例如利用夹紧滑动件来实现。在该实施方式的一个特别优选的改进方案中，夹紧器件是楔形滑动件，所述楔形滑动件在两侧平行贴靠至少一个楔形件，并因此通过在相应方向上的移动引起打开和关闭。

在管状电加热装置的另一个实施方式中，至少在管状导热体的外侧的子区域上布置有外管，其中，外管优选地在其延伸方向上完全或分段开缝。外管可以附加地固定螺旋管筒并在必要时有助于更好的热量分布。在这里，优选的是，外管和管状导热体在多个位置处彼此相对固定并因此以限定的方式彼此相对定位，尤其是

-通过在叠置的凹部或凹槽中填缝或翻边，或者

-通过凹部和凸部或者凹部和连接器件的组合。

由于根据经验热电偶的使用寿命通常比用于加热的螺旋管筒短，因而有利的是，热电偶是可更换的。为此，可以尤其设置紧固器件，热电偶被推入到该紧固器件中并随后被机械固定。

在通常情况下有利的是，热电偶基本上平行于管状电加热装置的延伸方向伸展，即平行于其两个端侧之间的连接线或平行于管状电加热装置的中心轴线伸展。

通过热电偶的温度监测通过其测量部段进行，该测量部段可以例如位于其尖端中。为了促进精确的温度确定，在一些实施方式中有利的是，设有用于将热电偶的测量部段无间隙地按压到待加热物体上的偏置器件。优选地，该偏置器件如此实施，使得在管状电加热装置的全部内径可调节的情况下存在偏置。

这可以尤其这样来实现，即，偏置器件是M形、优选地由扁平材料形成的弹簧元件，所述弹簧元件的外腿如此支承在狭缝的彼此相对的边缘部段上，使得当宽度减小时，M的中心处的最小值的位置向下移动。在该实施方式中，当狭缝宽度减小时并且因此当管状电加热装置被夹紧时，按压压力相应地增加。

但替代于此，也能实现的是，偏置器件是至少一个从狭缝的边缘开始延伸到狭缝中的舌状弹簧元件，其中，优选地，该弹簧元件距管状电加热装置的中心轴线的距离在弹簧元件的延伸方向上变化。这导致的是，通过该距离变化也可以依赖于狭缝的宽度相对自由地调节按压力。

为了也可以关于热电偶的长度以可重复的方式调节热电偶的位置，有利的是，热电偶利用固定元件至少关于其在延伸方向上的位置被固定。

当凹陷部至少分段地实施成比在热电偶的在凹陷部的相应部段中被引导的部段更宽时，可以实现的是，在热电偶和导热体之间的相对移动可以在夹紧和松弛时被吸收。

根据本发明的一个有利的实施方式规定的是，热电偶穿过狭缝至少一次。在这里，优选的是，热电偶以15°和165°之间的角度、优选地以30°和150°之间的角度并且最优选地以45°和135°之间的角度穿过狭缝。

原则上，可以通过热电偶的成形或狭缝的成形实现狭缝的穿过。本发明的一个优选实施方式规定的是，狭缝具有至少一个部段，所述至少一个部段偏离管状电加热装置的延伸方向伸展。换句话说，狭缝的边缘不再是笔直的，而是构成一种齿部。

通常，在该部段中，狭缝由热电偶穿过。在该实施方式的一个改进方案中，狭缝的部段在热电偶的两侧伸展，更确切地说，在一个特别优选的实施方式中，狭缝的部段在热电偶的两侧平行于热电偶伸展。

当在这样的配置中在狭缝的两侧布置有用于收纳热电偶的部段的一个或多个凹陷部的部段时，能够通过夹紧管状电加热装置来实现热电偶在引导件中的收纳。

附图说明

下面参照示出本发明的实施例的附图更详细地说明本发明。在附图中：

图1示出了管状电加热装置的第一实施例；

图2a示出了管状电加热装置的第二实施例；

图2b示出了图2a的截面放大；

图2c示出了从上方观察的图2a的管状电加热装置；

图2d示出了图2c的截面放大；

图3a示出了管状电加热装置的第三实施例；

图3b示出了图3a的截面放大；

图3c示出了从上方观察的图3a的管状电加热装置；

图3d示出了图3c的截面放大；

图4a示出了管状电加热装置的第四实施例；

图4b示出了图4a的截面放大；

图4c示出了从上方观察的图4a的管状电加热装置；

图4d示出了图4c的截面放大；

图5a示出了管状电加热装置的第五实施例；

图5b示出了图5a的截面放大；

图5c示出了从上方观察的图5a的管状电加热装置；

图5d示出了图5c的截面放大；

图6a示出了管状电加热装置的第六实施例；

图6b示出了图6a的截面放大；

图6c示出了从上方观察的图6a的管状电加热装置；

图6d示出了图6c的截面放大；

图7示出了管状电加热装置的第七实施例；

图8示出了管状电加热装置的第八实施例；

图9示出了管状电加热装置的第九实施例；

图10a示出了热电偶在管状电加热装置的第一夹紧位置处的凹槽中的位置；

图10b示出了热电偶在管状电加热装置的第二夹紧位置处的凹槽中的位置；以及

图10c示出了热电偶在管状电加热装置的第三夹紧位置处的凹槽中的位置。

具体实施方式

图1示出了管状电加热装置100，该管状电加热装置100具有管状导热体110，该管状导热体110具有管护套111和用于收纳待加热物体的管内腔112。管状导热体110由螺旋管筒120加热，该螺旋管筒120以曲折的方式且以不同的缠绕密度被插入到引入到管状导热体110中的槽中。管状导热体110还具有将管护套从其一个端侧113到其另一个端侧114贯穿的狭缝130。

狭缝130在图1所示的管状电加热装置100中具有部段131和部段132、133，该部段131的伸展方向偏离管状电加热装置100的延伸方向，该部段132、133以彼此偏移的方式平行于管状电加热装置100的延伸方向伸展。因此，狭缝130的边缘不是笔直的，而是具有突出部134和对应于突出部的凹槽135，这些突出部134和凹槽135在管状电加热装置100的夹紧时彼此接合。

最后，管状电加热装置100还具有热电偶140，该热电偶140在该实施例中以与狭缝相邻的方式几乎完全在管状导热体110的实施为另外的槽的凹陷部115中被引导并且基本上平行于管状电加热装置100的由管轴线A预给定的延伸方向伸展，其中，实施为槽的凹陷部115的部段平行于狭缝130的部段伸展。不过，热电偶140的在图1中不可见的测量尖端被引导通过管状导热体110中的在图1中不可见的孔到达管内腔112，从而当待加热物体被导入到管内腔112中时，该测量尖端贴靠该待加热物体。

为了确保测量尖端的精确定位，热电偶140利用布置在热电偶140上并且尤其关于其在延伸方向上的位置局部增加其横截面的固定元件141这样来固定，即，固定元件被引入到实施为槽的凹陷部115的局部扩宽部115a中，热电偶140被插入到该凹陷部115中。固定元件141可以例如是套管，热电偶140被推入到该套管中，然后例如用螺钉来固定。这样，热电偶140可以在需要时简单地通过松开螺钉、将其拉出并且然后导入并旋紧新的热电偶140来更换。

可以立即看出，如此布置的热电偶140以限定的方式定位并且被保护免受损坏，即使狭缝130的宽度b改变。

图2a至图2d示出了管状电加热装置200，该管状电加热装置200还具有管状导热体210，该管状导热体210具有管护套211和用于收纳待加热物体的管内腔212。管状导热体210由螺旋管筒220加热，该螺旋管筒220以曲折的方式且以不同的缠绕密度被插入到引入到管状导热体210中的槽中。管状导热体210还具有将管护套从其一个端侧213到其另一个端侧214贯穿的狭缝230，但该狭缝230笔直地且在其整个长度上平行于管状电加热装置200的由管轴线A预给定的延伸方向伸展。

管状电加热装置200的热电偶240以其部段242、244收纳在实施为槽的两个凹陷部215、216中，其中，实施为槽的凹陷部215、216以与狭缝相邻的方式且基本上平行于管状电加热装置200的由管轴线A预给定的延伸方向伸展。这样，热电偶240的限定位置是预给定的。

不过，热电偶240如此成形，使得热电偶240也具有部段243、245，热电偶240在狭缝230的区域中在这些部段243、245中伸展或穿过该狭缝230，这尤其适用于热电偶240的具有测量尖端的部段245。然后，当待加热物体被导入到管内腔212中时，测量尖端可以通过狭缝230贴靠待加热物体。

为了确保测量尖端的精确定位，如结合根据图1的实施例更详细描述的那样，热电偶240利用布置在热电偶240上并且尤其关于其在延伸方向上的位置局部增加其横截面的固定元件241这样来固定，即，固定元件241被引入到实施为槽的凹陷部215的局部扩宽部215a中，热电偶240被插入到该凹陷部215中。

该实施方式的重要结构细节可以在图2d中看到。即，当夹紧管状电加热装置200时，在与实施为槽的凹陷部215、216相对的狭缝230的边缘与热电偶240之间的距离a改变。因此，狭缝230的宽度b必须选择得如此大，使得热电偶240即使在最大应力下也不会变形。

图3a至图3d示出了管状电加热装置300，该管状电加热装置300再次具有管状导热体310，该管状导热体310具有管护套311和用于收纳待加热物体的管内腔312，其中，管状导热体310由螺旋管筒320加热，该螺旋管筒320以曲折的方式且以不同的缠绕密度被插入到引入到管状导热体310中的槽中。

将管状导热体310从管护套311的一个端侧313到另一个端侧314贯穿的狭缝330与根据图1的实施例中的狭缝130一样具有部段331和部段332、333，该部段331的伸展方向偏离管状电加热装置300的延伸方向，该部段332、333以彼此偏移的方式平行于管状电加热装置300的延伸方向伸展。因此，狭缝330的边缘不是笔直的，而是具有突出部334和对应于突出部的凹槽335，这些突出部334和凹槽335在管状电加热装置100的夹紧时彼此接合。

管状电加热装置300的热电偶340呈直线伸展并且以其部段342、344收纳在实施为槽的两个凹陷部315、316中，其中，实施为槽的凹陷部315、316双方以与狭缝相邻的方式且基本上平行于管状电加热装置300的由管轴线A预给定的延伸方向伸展。这样，热电偶340的限定位置是预给定的。

然而，由于狭缝330的成形，热电偶340也具有部段343、345，热电偶340在狭缝330的区域中在这些部段343、345中伸展或穿过该狭缝330，这尤其适用于热电偶340的具有测量尖端的部段345。然后，当待加热物体被导入到管内腔312中时，测量尖端可以通过狭缝330贴靠该待加热物体。

为了确保测量尖端的精确定位，如已经在上面描述的那样，热电偶340再次利用布置在热电偶340上并且尤其关于其在延伸方向上的位置局部增加其横截面的固定元件341这样来固定，即，固定元件341被引入到实施为槽的凹陷部315的局部扩宽部315a中，热电偶340被插入到该凹陷部315中。

该实施方式的重要结构细节可以在图3d中看到。即，即使当夹紧管状电加热装置300时，在与实施为槽的凹陷部315、316相对的狭缝330的边缘与热电偶340之间的距离a也改变。因此，狭缝330的宽度b必须选择得如此大，使得热电偶340即使在最大应力下也不会变形。

图4a至图4d示出了管状电加热装置400，该管状电加热装置400也具有管状导热体410，该管状导热体410具有管护套411和用于收纳待加热物体的管内腔412，其中，管状导热体410由螺旋管筒420加热，该螺旋管筒420以曲折的方式且以不同的缠绕密度被插入到引入到管状导热体410中的槽中。

将管状导热体410从管护套411的一个端侧413到另一个端侧414贯穿的狭缝430与狭缝130相似地具有部段431和部段432、433、434，该部段431的伸展方向偏离管状电加热装置400的延伸方向，该部段432、433、434以彼此偏移的方式平行于管状电加热装置400的延伸方向伸展。但是，伸展方向偏离管状电加热装置400的延伸方向的部段431在此基本上垂直于管状电加热装置400的延伸方向伸展。

因此，狭缝430的边缘也不是笔直的，而是具有突出部434和对应于突出部的凹槽435，这些突出部434和凹槽435在管状电加热装置400的夹紧时彼此接合。

管状电加热装置400的热电偶440呈直线伸展并且以其部段442、443、444、445、446分别收纳在凹陷部415、416、417、418、419中，这些凹陷部415、416、417、418、419分别以与狭缝430相邻的方式且基本上平行于管状电加热装置400的由管轴线A预给定的延伸方向伸展。但是，凹陷部416、417和418在此实施为台阶，这些台阶降低相关的突起部434的分别与狭缝430相邻的区域。由此，当管状导热体410被夹紧时，热电偶440几乎在其整个长度上被支承在精确配合的槽中或由台阶形成的更宽的槽中。

然而，由于狭缝430的成形，热电偶440也具有部段，热电偶440在这些部段中穿过狭缝430。尤其地，当待加热物体被导入到管内腔412中时，热电偶440的具有测量尖端的部段447可以通过狭缝330贴靠该待加热物体。

为了确保测量尖端的精确定位，在该实施例中，热电偶440也再次利用布置在热电偶440上并且尤其关于其在延伸方向上的位置局部增加其横截面的固定元件441这样来固定，即，固定元件441被引入到实施为槽的凹陷部415的局部扩宽部415a中，热电偶440被插入到该凹陷部415中。

在此还应特别提及凹陷部419的设计，在该凹陷部419中收纳有具有测量尖端的热电偶440的端部区域。凹陷部419实施为槽，其中，槽在测量尖端的区域中被穿孔，即没有底部，从而当待加热物体被导入到管状导热体410的管内腔312中时，测量尖端可以贴靠待加热物体。与管状导热体410的热绝缘也通过切口419a在该区域中实现，这对在期望位置处获得的测量精度产生积极影响。

如图4d的详细视图所示，在该实施方式中，热电偶430在实施为台阶的凹陷部上移动，绝对排除了夹紧时的变形。

现在参照图5a至图5d或图6a至图6d或图8a至图8d更详细说明的管状电加热装置500或600或800是图4a至图4d中所示的电加热装置400的变型例，这些变型例尤其具有附加的外护套550或650或850，该外护套550或650或850也是开缝的并且具有突出部551或651或851，该突出部551或651或851将热电偶540或640或840从上方固定在实施为槽的凹陷部515或615或815中。接合在管状导热体510或610或810中的凹槽中的接片552、553或652、653或852、853有助于外护套550或650或850的锚固。

外护套550或650或850下方的管状电加热装置500或600或800的结构与电加热装置400的结构相同，在这方面参考其描述，其中，对于在图5a至图5d或图6a至图6d或图8a至图8d中也可见的特征，尤其是具有狭缝530、630、830的管状导热体510、610、810和热电偶540、640、840，使用在图5a至图5d中通过从图4a至图4d的附图标记加上一百、在图6a至图6d中通过从图4a至图4d的附图标记加上两百以及在图8a至图8d中通过从图4a至图4d的附图标记加上四百而产生的附图标记。

关于图5a至图5d和图8a至图8d所示的电加热装置500、800，应特别提及偏置器件560、860，这些偏置器件560、860各自实施为由扁平材料形成的M形弹簧元件，该弹簧元件的外腿561、562或861、862如此支承在狭缝530或830的彼此相对的边缘部段530a、530b或830a、830b上，使得当狭缝宽度b减小时，M的中心处的最小值563、863的位置向下移动，并且因此热电偶540、840的测量尖端朝管状导热体510、810的管内腔512、812的方向更牢固地压紧，从而热电偶540、840被偏置。

图8a至图8d所示的电加热装置800与图5a至图5d的电加热装置500的不同之处在于，电加热装置800具有夹紧器件870，该夹紧器件870实施为夹紧滑动件。夹紧滑动件与外护套850的突出部854，855相互作用，这些突出部854、855接合在夹紧滑动件的凹槽871、872中，它们之间的距离在电加热装置800的伸展方向上减小。因此，可以通过移动实施为夹紧滑动件的夹紧器件870来减小和扩大狭缝830的宽度b。

图6a至图6d中所示的电加热装置600也具有偏置器件660、661，从而热电偶640被偏置。然而在此，偏置器件660、661是分别从外护套650的狭缝的边缘开始延伸到狭缝630中的舌状弹簧元件，其距管状电加热装置600的中心轴线A的距离在弹簧元件的延伸方向上变化。

图7还示出了具有管状导热体710的管状电加热装置700，该管状导热体710具有管护套711和用于收纳待加热物体的管内腔712。管状导热体710再次由螺旋管筒720加热，该螺旋管筒720以与图1相同的方式被插入到引入到管状导热体710中的槽中。管状导热体710还具有将管护套711从其一个端侧713到其另一个端侧714贯穿的狭缝730，该狭缝730笔直地且平行于管状电加热装置700的延伸方向伸展。

最后，管状电加热装置700还具有热电偶740，该热电偶740在该实施例中以与狭缝730相邻的方式几乎完全在管状导热体710的实施为另外的槽的凹陷部715中被引导。该槽的走向基本上是可自由选择的；尽管实施为槽的凹陷部715的连接侧部段平行于狭缝730的部段伸展，但这也不是绝对必要的。不过，热电偶740的在图7中不可见的测量尖端被引导通过管状导热体710中的在图1中不可见的孔到达管内腔712，从而当待加热物体被导入到管内腔712中时，该测量尖端贴靠该待加热物体。

为了确保测量尖端的精确定位，热电偶740利用布置在热电偶740上并且尤其关于其在延伸方向上的位置局部增加其横截面的固定元件741这样来固定，即，固定元件被引入到实施为槽的凹陷部715的局部扩宽部715a中，热电偶740被插入到该凹陷部715中。例如，固定元件741可以实施成如上面结合图1所讨论的那样。不过，在根据图7的实施方式中，热电偶740被插入到的实施为槽的凹陷部715的偏离直线的形状也可以确保其在延伸方向上的位置的固定。

基于图9所示的具有管状导热体910的管状电加热装置900，其中，该管状导热体910具有管护套911和用于收纳待加热物体的管内腔912，应特别清楚的是，从一个端侧913连续伸展到另一个端侧914的狭缝对于电加热装置900的可夹紧性不是绝对必要的。

管状导热体910再次由螺旋管筒920加热，该螺旋管筒920以与图1相同的方式被插入到引入到管状导热体910中的槽中。但是在此，管状导热体910具有两个狭缝930a、930b，该两个狭缝930a、930b如此布置，使得在管状电加热装置900的由管中心轴线A预给定的延伸方向上，在管护套911中的每个位置处设有至少一个狭缝930a、930b的至少一个部段，从而管状电加热装置900是可夹紧的。当然，也可以使用多于两个的狭缝，它们优选地至少少许重叠，从而在管套的某些位置处在其圆周线上存在多于一个的狭缝，以实现这一点。

最后，管状电加热装置900还具有热电偶940，该热电偶940在该实施例中以与狭缝930a、930b相邻的方式几乎完全在管状导热体910的实施为另外的槽的凹陷部915中被引导。该槽的走向基本上是可自由选择的；尽管实施为槽的凹陷部915的连接侧部段平行于狭缝930b的部段伸展，但这也不是绝对必要的。

不过，热电偶940的在图9中不可见的测量尖端被引导通过管状导热体910中的在图9中不可见的孔到达管内腔912，从而当待加热物体被导入到管内腔912中时，该测量尖端贴靠该待加热物体。

为了确保测量尖端的精确定位，热电偶940利用布置在热电偶940上并且尤其关于其在延伸方向上的位置局部增加其横截面的固定元件941这样来固定，即，固定元件被引入到实施为槽的凹陷部915的局部扩宽部915a中，热电偶940被插入到该凹陷部915中。例如，固定元件941可以实施成如上面结合图1所讨论的那样。

图10a至图10c示意性示出了当导热体1010被夹紧时，热电偶1040的自由插入到引入到具有狭缝1030的管状导热体1010中的凹陷部1015中的部段如何移动，这导致狭缝的宽度b减小。

附图标记说明：

100，200，300，400，500，600，700，

800，900 电加热装置

110，210，310，410，510，610，710，

810，910，1010 导热体

111，211，311，411，511，611，711，

811，911 管护套

112，212，312，412，512，612，712，

812，912 管内腔

113，114，213，214，313，314，413，

414，513，514，613，614，713，714，

813，814，913，914 端侧

115，215，216，315，415，416，417，418，

419，515，615，715，815，915，1015 凹陷部

115a，215a，315a，415a，515a，615a，

715a，815a，915a 扩宽部

120，220，320，420，520，620，720，

820，920 螺旋管筒

130，230，330，430，530，630，730，

830，930a，930b，1030 狭缝

131，132，133，242，243，244，245，331，

332，333，431，432，433，731，732，733 部段

134，234，334，434，734 突出部

135，235，335，435，735 凹槽

140，240，340，440，540，640，740，840，

940，1040 热电偶

141，241，341，441，541，641，741，

841，941 固定元件

419a 切口

442，443，444，445，446，447 部段

530a，530b，830a，830b 边缘部段

550，650，850 外护套

551，651，851 突出部

552，553，652，653，852，853 接片

561，562，861，862 腿

563，863 最小值

560，660，661，860 偏置器件

854，855 突出部

870 夹紧器件

871，872 凹槽

A 轴线

b 宽度

a 距离