Heizpatrone
Eine Heizpatrone (auch Cartridge Heater genannt) ist ein röhrenförmiges, elektrisches Heizelement, das zur Kategorie der widerstandsheizelemente gehört. Sie wird in eine gebohrte Bohrung eingesetzt, z.B. in einen Stahlblock oder eine Spritzgussform, und erzeugt durch den elektrischen Widerstand im Heizleiter Wärme, die direkt an das umgebende Material abgegeben wird.
Heizpatronen sind in verschiedenen Größen erhältlich und besonders für Anwendungen geeignet, bei denen nur sehr wenig Platz zur Verfügung steht. Sie erreichen eine hohe Leistungsdichte von bis zu 60 W/cm² und ermöglichen so eine präzise, schnelle und energieeffiziente Erwärmung.
- Geeignet für den Einsatz bei Temperaturen bis zu 750 °C
- Mit UL- und CSA-Zertifizierung
- Einfache Bestellung über den Webshop
- Ein optimales Preis-Qualitätsverhältnis
Ein Heizpatrone funktioniert als zylindrisches, elektrisches Heizelement, das Spannung in Wärme umwandelt und diese präzise an die umgebenden Komponenten überträgt. Im Inneren liegt ein Heizleiterdraht aus Nickel-Chrom auf einem keramischen Träger, umgeben von Magnesiumoxid für optimale Isolation. Das gesamte Element ist in ein robustes Edelstahlgehäuse eingebettet, das mechanische Stabilität, Temperaturbeständigkeit und Langlebigkeit bietet.
Ein Sensor misst kontinuierlich die Temperatur, während ein integrierter Regler die Wärmeentwicklung steuert. Dadurch entsteht eine präzise, sichere und energiesparende Erwärmung, ideal für punktgenaue Anwendungen, wie z. B. das Erwärmen von Stahlborungen in Verpackungsmaschinen oder punktuelle Modulheizungen in der Elektronikindustrie.
Kernmerkmale:
- Präzise Temperatursteuerung über integrierten Regler und Sensor
- Schnelle Aufheizzeit und hohe Energieeffizienz
- Robustes, isoliertes Edelstahlgehäuse
- Modulare Leistungszonen und flexible Anschlussarten
- Punktgenaue Erwärmung für industrielle Prozesse
- Langlebig, kompakt und einfach zu integrieren
Heizpatronen werden vielfach in Anwendungen wie industriellen Prozessen der Verpackungs-, Kunststoff-, Textil- und Papierindustrie sowie im Sondermaschinenbau eingesetzt. Auch in Laborgeräten, der Medizintechnik und der Lebensmittelverarbeitung kommen sie zum Einsatz, insbesondere dort, wo punktgenaue, zuverlässige und leistungsstarke Wärmeerzeugung gefragt ist.
Beispiele für Anwendungen:
- Erwärmung von Spritzgussformen in der Kunststoffverarbeitung
- Beheizung von Siegelwerkzeugen in Verpackungsmaschinen
- Temperaturstabilisierung in Analyse- und Laborgeräten
- Aufheizen von Platten und Werkzeugen im Sondermaschinenbau
- Prozesswärme in der Textil- und Papierindustrie
- Flüssigkeitserwärmung in Rohrleitungen und Tanks
- Kompakte Heizlösungen für OEM-Geräte in der Medizintechnik
Für Anlagenbauer, Automatisierungstechniker und Wartungspersonal bieten Heizpatronen eine flexible, langlebige und modulare Lösung, die sich sowohl für neue Konstruktionen als auch für den Ersatz bestehender Heizelemente eignet.
Was sind die Vorteile einer Heizpatrone?
Die Vorteile von Heizpatronen sind: kompakte Bauform, hohe Leistungsdichte, präzise Temperatursteuerung, lange Lebensdauer, anpassbare Ausführungen, sichere Anwendung, vielseitige Einsatzmöglichkeiten, einfache Integration.
Die wichtigsten Vorteile im Überblick:
- Kompakte Bauform – ideal für den Einbau in engen Bauräumen
- Hohe Leistungsdichte – schnelle Aufheizzeit bei geringem Energieverlust
- Präzise Temperatursteuerung – über externe Regler und integrierbare Sensorik
- Lange Lebensdauer – dank robuster Materialien und dichter Isolierung
- Anpassbare Ausführungen – metrisch oder zollbasiert, verschiedene Längen, Spannungen, Anschlussarten
- Sichere Anwendung – durch hochwertige elektrische Isolierung und optionalen Überhitzungsschutz
- Vielseitige Einsatzmöglichkeiten – für verschiedenste Branchen und Prozesse
- Einfache Integration – kompatibel mit Standard-Bohrungen und gängigen Regelungssystemen
Ob als Standardlösung oder in maßgeschneiderter Ausführung – moderne Heizpatronen bieten maximale Flexibilität bei gleichbleibend hoher Qualität.
Welche Art von Heizpatrone gibt es?
Es gibt drei Arten von Heizpatronen: normale Heizpatronen, verdichtete Heizpatronen und leistungsstarke Heizpatronen. Sie sind in einer Vielzahl von Durchmessern erhältlich: in metrischen Größen (z. B. Ø 6,5 mm bis Ø 32 mm) oder in Zoll (z. B. ¼″, ⅜″, ½″), geeignet für internationale Normen und verschiedene Maschinenkonstruktionen.
Normale Heizpatronen (Standardausführung)
Ausführungen mit Mantel aus Messing, Stahl oder Edelstahl, geeignet für mittlere Leistungsdichten und kostengünstige Standardanwendungen.
Verdichtete Heizpatronen
Mit Edelstahlmantel und dichter verbautem Heizleiter, ideal für Anwendungen mit höheren mechanischen Belastungen und Temperaturanforderungen.
Hochleistungs-Heizpatronen
Besonders geeignet bei hoher Leistungsdichte, Oberflächenbelastungen über 12 W/cm² möglich, beispielsweise für anspruchsvolle industrielle Prozesse.
Speziell konfigurierte Varianten
Heizpatronen mit mehreren Leistungszonen (z. B. erhöhter Wärmeleistung an den Enden oder in der Mitte), unbeheizten Bereichen oder abgestuften Temperaturprofilen – ideal für gezielte thermische Anforderungen.
Optional erhältlich sind verschiedene Anschlussoptionen, darunter keramische Versiegelung, Gewindestifte oder wasserdichte Ausführungen, sowie unterschiedliche Leitungstypen (etwa glasseidenisolierte Litzen oder PTFE-Leitungen), passend zu unterschiedlichen Temperatur- und Einsatzbedingungen.
Dank dieser Vielfalt können Heizpatronen genau auf die technischen Anforderungen und Wünsche des Kunden abgestimmt werden.
Technische Spezifikationen Heizpatronen
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen normalen, verdichteten und Hochleistungs-Heizpatronen. Diese drei Bauarten decken ein breites Spektrum industrieller Anforderungen ab – von einfachen Anwendungen bis hin zu anspruchsvollen Prozessen mit hoher Leistungsdichte oder besonderen Einbaubedingungen.
- Hochleistung-Heizpatrone
- Medium-Heizpatrone
- Normal-Heizpatrone
Hochleistungs-Heizpatrone
Besonders geeignet bei hoher Leistungsdichte – Oberflächenbelastungen über 12 W/cm² möglich – beispielsweise für anspruchsvolle industrielle Prozesse.
Mantelwerkstoff: Edelstahl (1.4541 oder ähnliche Werkstoffe); für extrem hohe Temperaturen sind Werkstoffe wie INCOLOY verfügbar
Diese Heizpatronen sind auf höchste Leistungsdichte und maximale Temperaturbeständigkeit ausgelegt – ideal für besonders anspruchsvolle Industrieprozesse mit kurzen Aufheizzeiten und hoher Effizienz.
Eigenschaften
| Verdichtung | Hochverdichtet |
| Maximale Temperatur | Kurzzeitig bis 750 °C / konstant bis 650 °C |
| Durchmessertoleranz | -0,01 / -0,06 (sonst auf Anfrage) |
| Isoliermaterial | MgO-Pulver, fester Keramikkern |
| Längentoleranz | ± 1,5 % (sonst auf Anfrage) |
| Mantelmaterial | Edelstahl |
| Material Heizleiterdraht | NiCr 80/20 |
| Oberflächenbelastung | Max. 50 W/cm² |
| Leistungstoleranz | ± 10 % |
Abmessungen
| Einheit | Standard: | Sonderanfertigung: |
| Ø Durchmesser | 6,5 - 20 mm; | 4 - 32 mm |
| L Länge | 40 - 300 mm | 25 - 3.750 mm |
| P Leistung | 100 - 4.000 W | Frei wählbar |
| V Spannung | 230V | Frei wählbar |
| L2 Kabellänge | 250, 500, 1000 mm | Frei wählbar |
Medium-Heizpatrone
Mit Edelstahlmantel und dichter verbautem Heizleiter – ideal für Anwendungen mit höheren mechanischen Belastungen und Temperaturanforderungen.
Mantelwerkstoff: Edelstahl (1.4541 oder ähnliche Werkstoffe); hochwertigere Werkstoffe wie INCOLOY sind bei sehr hohen Temperaturen möglich
Medium-Heizpatronen sind für anspruchsvollere Einsätze geeignet, bei denen höhere Temperatur- und Leistungsanforderungen bestehen.
Eigenschaften
| Verdichtung | Hochverdichtet |
| Maximale Temperatur | Kurzzeitig bis 750 °C / konstant bis 650 °C |
| Durchmessertoleranz | -0,01 / -0,06 (sonst auf Anfrage) |
| Isoliermaterial | MgO-Pulver, fester Keramikkern |
| Längentoleranz | ± 1,5 % (sonst auf Anfrage) |
| Mantelmaterial | Edelstahl |
| Material Heizleiterdraht | NiCr 80/20 |
| Oberflächenbelastung | Max. 10 W/cm² |
| Leistungstoleranz | ± 10 % |
Abmessungen
| Einheit | Sonderanfertigung: |
| Ø Durchmesser | 4 - 32 mm |
| L1 Länge | 25 - 3.750 mm |
| P Leistung | Frei wählbar |
| V Spannung | Frei wählbar |
| L2 Kabellänge | Frei wählbar |
Normal-Heizpatrone
Ausführungen mit Mantel aus Messing, Stahl oder Edelstahl, geeignet für mittlere Leistungsdichten und kostengünstige Standardanwendungen.
Mantelwerkstoff: Edelstahl (z. B. 1.4541)
Diese Patronen sind ideal für Anwendungen mit moderaten Temperatur- und Leistungsanforderungen.
Eigenschaften
| Verdichtung | Verdichtet oder unverdichtet |
| Maximale Temperatur | Bis zu 300 °C |
| Durchmessertoleranz | +/- 0.1 |
| Isoliermaterial | MgO-Pulver, fester Keramikkern |
| Längentoleranz | ± 1,5 % (sonst auf Anfrage) |
| Mantelmaterial | Edelstahl |
| Material Heizleiterdraht | NiCr 80/20 |
| Oberflächenbelastung | Max. 4 W/cm² |
| Leistungstoleranz | ± 10 % |
Abmessungen
| Einheit | Sonderanfertigung: |
| Ø Durchmesser | 4 - 25,4 mm |
| L1 Länge | 25 - 3.750 mm |
| P Leistung | Frei wählbar |
| V Spannung | Frei wählbar |
| L2 Kabellänge | Frei wählbar |
- Heizpatronen Anschlusstypen
- Anbauteile
- Abgangsvarianten
- Interne Kabelbefestigung
F10 - Grundanfertigung
Verdichtete Heizpatrone die im Anschulssbereich mit einer Keramikmasse versiegelt wird.
F10w - Wasserdicht
Verdichtete Heizpatrone die im Anschulssbereich mit Teflon versiegelt wird, um ein Eindringen von Flüssigkeiten zu vermeiden, Temperaturbeständig bis 200°C.
F20 - Keramikstück
Verdichtete Heizpatrone mit einem Keramikstück im Anschlussbereich.
F30 - Keramikstein
Verdichtete Heizpatrone mit Keramikstein. Ermöglicht eine schnelle Montage der Kabel.
F40 - Gewindestifte
Verdichte Heizpatrone mit Gewindestiften aus Edelstahl. Ermöglicht eine schnelle Montage der Kabel.
F50 - Einadrig
Verdichtete Heizpatrone mit einer Litze. Geeignet für Heizpatronen mit geringer Spannung.
F60 - Gewindestift, Einadrig
Verdichtete Heizpatrone mit einem Gewindestift aus Edelstahl. Ermöglicht eine schnelle Montage der Kabel.
F70 - Rundflansch aus Edelstahl
F70b - Befestigungslasche
F80 - Einschraubnippel
F90 - Winkelklotz 90°
F90b - Anschlussstück aus Edelstahl 90°
F90pb - Anschlussstück mit Rohrstück aus Edelstahl 90°
F90pbe - Winkelstück 90°
F90ca - Rohrbogen 90°
F100 - Antivibration
Heizpatronen können als Antivibrationsvariante ausgeführt werden.
F110 - Schutzschlauch von außen herausgeführt
Bei Platzmangel oder nach Kundenwunsch können alle Schutzschläuche von außen befestigt werden.
F120 - Schutzschlauch von innen herausgeführt
Nach Kundenvorgabe können alle Schutzschläuche aus dem inneren der Patrone herausgeführt werden.
Lieferzeiten
Bei der Frenz GmbH unterscheiden wir zwischen Standard- und Eillieferzeiten.
Standard-Lieferzeiten
Sie können von den folgenden Standardlieferzeiten ausgehen
| Typ der Heizpatrone | Lieferzeit |
| Standard (Webshop) | 1 Woche |
| Sonderanfertigung (Spezial) | 3-4 Wochen |
Expressproduktion- und lieferung
Dies ist nur für die folgenden Heizpatronen möglich:
- Durchmesser: 4 mm - 25,4 mm
- Länge: 25 mm - 3750 mm
- Leistung: Frei wählbar
- Kabellänge: Frei wählbar
| Lieferzeit | 1 Woche | 1,5 Wochen | 2 Wochen |
| Min. / Max. | 4-50 Stück | 2-150 Stück | 2-150 Stück |
| Preiszuschlag | 50% | 25% | 18% |
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zu Heizpatronen
Wie wähle ich die richtige Heizpatrone aus?
Bei der Auswahl einer Heizpatrone sind Material, Gewicht, Temperaturbedarf, Aufheizzeit, Bohrungstoleranz und vorhandener Bauraum entscheidend.
Wie berechne ich die Leistung einer Heizpatrone?
Formel: P = (m × c × ΔT) / t
m: Masse, c: spezifische Wärme, ΔT: Temperaturdifferenz, t: Aufheizzeit in Sekunden.
Welche Oberflächenbelastung darf eine Heizpatrone haben?
Je nach Typ bis zu 50 W/cm². Über 8 W/cm² sollte die Heizpatrone nur in H7-Bohrungen eingebaut werden, um Überhitzung zu vermeiden.
Was muss bei der Bohrung für eine Heizpatrone beachtet werden?
Die Bohrung muss glatt, maßhaltig und luftfrei sein. Bei hohen Belastungen H7-Toleranz, bei niedrigen Belastungen 0,1–0,3 mm größer als der Patronendurchmesser.
Warum sollte eine Heizpatrone in einer Durchgangsbohrung montiert werden?
Durchgangsbohrungen erleichtern den Ausbau einer defekten Heizpatrone, da sie mit einem Dorn herausgeschlagen werden kann.
Warum darf eine Heizpatrone keinen Luftspalt haben?
Lufteinschlüsse verhindern die Wärmeübertragung und führen zu Überhitzung oder Zerstörung der Heizpatrone.
Darf man bei einer Heizpatrone Wärmeleitpaste verwenden?
Ja, aber nur sparsam. Keramische oder Kupferpasten verbessern den Wärmeübergang, dürfen jedoch nicht in den Kopf der Heizpatrone eindringen.
Was passiert, wenn eine Heizpatrone Feuchtigkeit aufnimmt?
Heizpatronen sind hygroskopisch und nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebung auf. Beim Einschalten kann dies zu Kurzschluss oder Durchschlag führen.
Wie trocknet man eine feuchte Heizpatrone richtig?
Eine feuchte Heizpatrone sollte vor dem Einsatz langsam auf etwa 100 °C erwärmt oder mit einem Soft-Start-Regler getrocknet werden, um Feuchtigkeit schonend zu verdampfen.
Warum braucht eine Heizpatrone einen Soft-Start-Regler?
Ein Soft-Start sorgt dafür, dass die Heizpatrone zunächst mit geringer Leistung betrieben wird, bis die Feuchtigkeit ausgetrieben ist – erst danach läuft sie mit voller Leistung.
Wie sollte der Kopf einer Heizpatrone positioniert werden?
Der Patronenkopf muss bündig mit der Werkstückoberfläche abschließen. Die Heizpatrone darf nicht bis zum Bohrungsboden durchgeschoben werden.
Wie entfernt man eine beschädigte Heizpatrone richtig?
Nur Ausschlagdorne verwenden, die minimal kleiner als der Durchmesser der Heizpatrone sind, um Verformungen zu vermeiden.
Warum kann sich eine Heizpatrone verformen?
Durch das Verdichten entstehen Spannungen im Material. Besonders lange Heizpatronen können sich leicht biegen.
Was ist beim Einbau langer Heizpatronen wichtig?
Bohrungen müssen ein Spiel von 0,1–0,3 mm haben, damit sich die Heizpatrone beim Erwärmen nicht verklemmt oder bricht.
Welche Temperaturen erreicht eine Heizpatrone?
Kurzzeitig bis 750 °C, dauerhaft etwa 650 °C, abhängig von Typ, Material und Anwendung.
Was ist eine SmartHead-Heizpatrone?
Eine SmartHead-Heizpatrone besitzt eine Ausbauhülse, mit der festsitzende Patronen leicht und ohne Beschädigung entfernt werden können.
Können Heizpatronen mehrere Heizzonen haben?
Ja, eine Heizpatrone kann mit mehreren separat regelbaren Leistungszonen ausgestattet werden. Diese lassen sich präzise über einen passenden Temperaturregler steuern, um unterschiedliche Temperaturprofile innerhalb eines Werkzeugs oder Bauteils zu realisieren.
Was bedeutet unbeheizter Bereich bei einer Heizpatrone?
Ein unbeheizter Bereich schützt empfindliche Teile oder Anschlüsse der Heizpatrone vor zu hoher Temperatur.
Wie lagert man Heizpatronen richtig?
Heizpatronen sollten trocken, sauber und in der Originalverpackung gelagert werden, um Feuchtigkeitseinwirkung zu vermeiden.
Wie verlängert man die Lebensdauer einer Heizpatrone?
Richtige Passung, gute Wärmeableitung, Soft-Start, trockene Lagerung und regelmäßige Wartung erhöhen die Lebensdauer der Heizpatrone.
Welche Fehler können bei Heizpatronen auftreten?
Zu hohe Leistungsdichte, schlechte Wärmeableitung, Feuchtigkeit, falsche Bohrungstoleranz oder übermäßige Verwendung von Wärmeleitpaste.
Das große Heizpatronen eBook
🚀 Was eine Heizpatrone ist und wie sie aufgebaut ist
🚀 Welche Vorteile haben Heizpatronen
🚀 Wo und wie Heizpatronen verwendet werden
🚀 Welche Arten von Heizpatronen es gibt
🚀 Wie die erforderliche Heizleistung berechnet wird
🚀 Wie die Oberflächenbelastung W/cm2 berechnet wird
🚀 Wie Sie die richtige Heizpatrone für Ihren Prozess auswählen
🚀 Was beim Einbau einer Heizpatrone zu beachten ist
🚀 Wie verhindert wird, dass eine Heizpatrone ausfällt
🚀 Welche Möglichkeiten es für eine Sonderanfertigung einer Heizpatrone gibt
🚀 Wie Sie mit einer Smarthead Heizpatrone viel Zeit bei der Demontage sparen können
Das alles und noch viel mehr finden Sie im Heizpatronen E-book
