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Einbau Heizpatrone

Wenn du mittlerweile unsere Seiten durchstöbert hast, weißt du nun, wie du ein Heizpatron für deine Anwendung berechnen kannst. Sobald du die richtigen Heizpatronen bestellt hast, ist es jedoch äußerst wichtig, zu wissen, wie du sie korrekt einbaust. Deshalb teilen wir hier unser Wissen zum Einbau von Heizpatronen. Nutze es zu deinem Vorteil.

Wissenswertes vor dem Einbau von Heizpatronen

  • Heizpatronen, die eine Oberflächenbelastung von 8 W/cm² überschreiten, sollten stets in Aufnahmebohrungen untergebracht werden, die in einer H7- Toleranz ausgeführt sind.
  • Für ungeschliffene Heizpatronen oder Heizpatronen mit einer niedrigen Oberflächenbelastung unterhalb von 8 W/cm² oder Heizpatronen ab einer Länge von 600 mm, sollten die Aufnahmebohrungen ca. 0,1 – 0,3 mm größer als der Patronendurchmesser ausgeführt werden.
  • Beim Verdichten der Heizpatrone können Materialspannungen auftreten, sodass gerade bei langen Heizpatronen eine Krümmung entstehen kann. Bei sehr engen Toleranzen in der Aufnahmebohrung kann diese Krümmung dazu führen, dass die Heizpatronen nicht in die Bohrung eingesetzt werden können.
  • Um einen Ausbau der Heizpatronen bei späteren Defekten zu erleichtern, sollten Durchgangsbohrungen Sackbohrungen vorgezogen werden. Mit einem Ausschlagdorn können die Heizpatronen an der Bodenseite herausgetrieben werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass der Ausschlagdorn nur minimal kleiner als der Patronendurchmesser sein darf, damit dieser an der Schweißnaht der Bodenscheibe fassen kann. Bei einem kleineren Ausschlagdorn würde die Patrone nur gestaucht werden und setzt sich in der Bohrungswandung fest.
  • Es ist darauf zu achten, dass der Patronenkopf immer bündig mit dem Werkstück abschließt. Sollte die Aufnahmebohrung länger als die Heizpatrone sein, ist darauf zu achten, dass diese nicht bis zum Boden durchgeschoben wird.
  • Bei hohen Oberflächenbelastungen muss dafür gesorgt werden, dass die sich entwickelnde Wärme sehr schnell abgeführt werden kann, es darf kein Wärmestau entstehen. Lufteinschlüsse in den Aufnahmebohrungen verhindern einen vollkommenen und schnellen Wärmeabgang und es kommt zu einer Überhitzung am Patronenmantel und im inneren Heizleiterdraht. Die Keramik im Patroneninneren sintert ab ca. 950°C-1000°C aus und erhält elektrisch leitende Eigenschaften. Durch einen Überschlag vom Heizleiter zum Patronenmantel wird die Patrone zerstört.
  • Schon beim Ausbau der Heizpatronen können Riefen an der Bohrungswandung entstehen. Diese Riefen reichen aus, um neue hochbelastete Patronen an diesen Stellen durchbrennen zu lassen.
  • Abhilfe können hier Wärmeleitpasten auf keramischer Basis oder eine Kupferpaste schaffen. Der Einsatz von solchen Pasten ist aber nur in geringen Mengen von Vorteil und es muss gewährleistet werden, dass diese Pasten nicht über den keramischen Patronenkopf in die Heizpatrone gelangen. Dieses Eindringen sorgt für Defekte.
    Ein Einsatz von Pasten sollte vorher stets mit dem Hersteller abgeklärt werden.
  • Aufgrund des Einsatzes von keramischen Komponenten haben Heizpatronen hygroskopische Eigenschaften. Bei längerer Lagerung ziehen Heizpatronen Feuchtigkeit aus der Umgebung und, diese kann in das innere der Heizpatrone wandern und beim nächsten Einschalten der Patrone zu einem elektrischen Ausfall führen. Aus diesem Grund sollten Heizpatronen nur mit einem Temperaturregler betrieben werden, der eine Soft-Start Funktion aufweist. Diese Funktion stellt sicher, dass die Heizkörper in der Anfangsphase nur mit geringer Leistung betrieben werden und die Feuchtigkeit schonend aus dem inneren der Heizpatrone über den Kopf abgeführt werden kann. Beim Erreichen einer Temperatur von 100°C schaltet sich diese Funktion ab und die Heizpatrone wird mit voller Leistung betrieben.
  • Durch eine gleichmäßige Heizleitersteigung entwickelt die Heizpatrone die höchste Temperatur in der Mitte. Um ein homogenes Aufheizverhalten zu erzielen, kann es von Vorteil sein, den Anfangs- und den Endbereich einer Heizpatrone mit einer höheren Leistung auszustatten. Hierzu wird der Heizleiterdraht an den Randbereichen enger gewickelt (mehr Leistung) und in der Patronenmitte weiter auseinander gewickelt (weniger Leistung). Diese Anpassung sorgt dafür, dass die Heizpatrone ein homogeneres Aufheizverhalten hat.
  • Heizpatronen können auch mit unterschiedlichen Heizzonen ausgestattet werden, die man individuell ansteuern kann.