CN112672451A

CN112672451A - 电加热元件、电加热装置和具有该加热元件的电加热装置的制造方法

Info

Publication number: CN112672451A
Application number: CN202011106481.6A
Authority: CN
Inventors: A·施利普夫
Original assignee: Duroc And Hillinger Ltd
Current assignee: Duroc And Hillinger Ltd; Tuerk and Hillinger GmbH
Priority date: 2019-10-15
Filing date: 2020-10-15
Publication date: 2021-04-16
Also published as: US11895743B2; DE102019127691A1; US20210112632A1

Abstract

本发明提供一种用于电加热装置的电加热元件，所述电加热元件由具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝和一个或两个连接组件组成，其中所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝具有缠绕成具有内径D2、外径D1和相邻线圈W之间的距离S的线圈，使得所述扁平带状几何形状电阻丝的扁平侧平行于线圈轴线AW延伸，并且所述连接组件具有至少一个连接元件，所述连接元件与所述扁平带状几何形状电阻丝的一部分进行表面接触，本发明还涉及具有这种电加热元件的电加热装置，以及用于制造这种电加热装置的方法。

Description

电加热元件、电加热装置和具有该加热元件的电加热装置的制造方法

技术领域

本发明涉及电加热元件、电加热装置以及具有所述加热元件的电加热装置的制造方法。

背景技术

构造用于特定应用的电加热装置的主要困难之一是开发一种电加热元件，所述电加热元件可以在给定参数的情况下实现所需的加热功率，并且还可以工艺可靠地制造所述电加热元件，并且可以承受在长期运行期间产生的负载-例如响应加热周期的机械操作和由此产生的材料疲劳。

特别在有电加热装置时，需要例如在12伏特的低电压下操作，因此必须在大电流下运行，可以在较小的空间内安置小的电阻器，从而可以容纳较大的导线横截面，使其可以长时间承受交变热负载。另外，必须以工艺可靠的方式确保在未加热区域和加热区域之间的狭窄横截面上的连接，这特别适合于高电流负载。

问题在于例如提供一种合适用于数十安培的高电流负载的电加热元件，所述电加热元件适用于具有特别是小于一平方厘米的小横截面并且可以承受高的交变热负载的电加热装置。

发明内容

所述目的通过具有权利要求1特征的电加热元件、具有权利要求16特征的电加热装置以及具有权利要求17特征的用于制造具有这种电加热元件的电加热装置的方法来实现。本发明的有利的进展是各个从属权利要求的主题。

根据本发明的电加热装置的电加热元件包括具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝和至少一个、通常是一个或两个连接组件。具有扁平带状几何形状的电阻丝盘缠绕成通常具有内径、外径和相邻线圈之间的距离的线圈，以使具有扁平带状几何形状的电阻丝的扁平侧基本上平行于线圈轴线延伸。在这里使用术语“基本上”是因为严格地说，扁平带的宽度大致以螺距的角度延伸；另外，扁平带的变形可能在缠绕期间发生。换句话说，这意味着存在假想的圆柱体的套筒，其圆柱体轴线由线圈轴线形成，电阻丝的一个宽边位于所述线圈轴线上，其中各个假想的圆柱体由于其半径而不同(即差距基本上是具有扁平带状几何形状的电阻丝的高度)。

尽管在大多数情况下，在具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的两端存在两个连接组件，但如果安装有电加热元件的电加热装置的电金属护套用作返回导体，并且直接或间接地电连接到具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的端部，则可以实现仅具有一个连接组件的实施例，或者可以存在在同一侧具有两个连接组件的实施例。

连接组件具有至少一个连接元件，所述连接元件与具有扁平带状几何形状的电阻丝的一部分表面接触。如下面将更详细阐述，所述连接元件可以特别是连接螺栓或管。

即使实际上不需要解释该术语，在此也应提及，电阻丝的扁平带状几何形状是在垂直于电阻丝延伸方向的电阻丝横截面的性质范围内。所述横截面基本上是矩形的，该矩形长的延伸方向限定宽度，而短的延伸方向限定高度。然而，拐角可以是圆形的，并且侧面的走向，特别是在高度方向上的走向，以及在宽度方向上的走向，不必精确地是线性的。实际上，当缠绕具有扁平带状几何形状的电阻丝时，理想地基本上为矩形的横截面几何形状可能会受到轻微影响，但这仍然证明使用术语扁平带状几何形状是合理的。

电阻丝的扁平侧应理解为基本上平行于其横截面的长度方向延伸的一侧。

在扁平侧平行于线圈轴线延伸的方向上使用具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝导致以下事实：一方面，即使使用电加热元件的电加热装置的直径可能很小，但却可以使用较大横截面的电阻丝，这对于高电流负载很重要。与之前在这种情况下使用的具有相对较高横截面的拉伸的电阻丝相反，螺旋结构使电加热元件对交变热负载具有更大的弹性反应，使得在根据本发明的解决方案中脆化和材料疲劳明显变慢，并且降低破裂的风险。

另外，存在第二个非常重要的方面，即在所要求保护的构造中的具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝自动具有比实现与连接组件表面接触的接触表面更大的上表面，这在工艺可靠地产生连接、特别是在高电流负载时与低接触电阻的连接方面具有很大的优势，而已知的解决方案要么通过线接触，要么增加所需的安装空间，从而增加了使用电加热元件的电加热装置可实现的最小直径。任选地，这些接触面还可以例如通过对具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的端部部分进行变形或修改来进行优化，例如对具有扁平带状几何形状的线圈进行变形，也可以组合具有扁平带状几何形状的线圈，然后将其引入具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的管状端部部分。

申请人的实验表明，具有扁平带状几何形状的电阻丝的宽度对应于线圈内径的至少30％是有利的。已经发现特别优选的是具有扁平带状几何形状的电阻丝的宽度对应于线圈外径。

实验还显示，具有扁平带状几何形状的电阻丝的宽度至少是其高度的两倍，在某些应用中，宽度也可以是高度的十倍。优选地，选择高度足够大，以使螺旋电阻丝能够承受其自身的重量，从而即使其仅在一端被支撑也能保持其形状，而不受到重力的影响而改变不受支撑的地方。在顶部，高度特别地受以下事实限制：电阻丝仍必须能够以应用中给定的线圈直径缠绕。太宽的扁平带不再容易以足够的倾斜度缠绕。

还通过实验确定，相邻线圈之间的距离优选地小于具有扁平带状几何形状的电阻丝的宽度。大约15％的宽度的距离值被认为是现实的，并争取较小的距离值。

在连接组件和具有扁平带状几何形状的电阻丝之间建立表面接触的第一种优选的可能性是，连接组件具有连接螺栓作为连接元件，所述连接螺栓或者与具有扁平带状几何形状的电阻丝的至少一个线圈的内侧进行电气表面接触，或者与具有扁平带状几何形状的电阻丝的变形的端部部分的内侧进行电气表面接触。如果连接螺栓的外径对应于具有扁平带状几何形状的电阻丝的线圈的内径，或者对应于具有扁平带状几何形状的电阻丝的变形的端部部分内侧的拱形部，其中拱形部的弯曲方向对应于连接螺栓的外径的弯曲方向，则可以以特别优选的方式实现这一点。

然而，原则上如果连接螺栓的外轮廓的截面适配于电阻丝线圈的内径，并且在那里进行表面接触，例如在所述连接螺栓的四分之一圆的横截面处，其中所述连接螺栓半径适配于电阻丝线圈的内径，则就足够了。

如果连接螺栓与具有扁平带状几何形状的电阻丝的一个或多个线圈的整个内表面进行电气表面接触，则可以确保更加安全的表面接触。这也特别地可以以如下方式实现：具有扁平带状几何形状的电阻丝的多个线圈彼此连接，从而形成管状部分。

即使在某些情况下压力接触可能就足够了，但优选地将连接螺栓焊接或钎焊到具有扁平带状几何形状的电阻丝的线圈内侧的一部分或具有扁平带状几何形状的电阻丝的变形的端部部分的内侧。当将电加热装置与电加热元件组装在一起时，这也特别简化了所述电加热元件作为连续组件的操作。

用于连接螺栓的优选材料例如是镍，因为它具有良好的可焊接性，同时具有相对较高的电导；标准钢和铜也适用于许多应用。

为了将连接组件区域中不需要的热量保持得尽可能低，如果所述连接组件还具有管则是有利的，所述管由具有与制成连接螺栓的材料至少相同的、优选地具有更高的电导的材料制成，其中所述管具有至少部分地适配于所述连接螺栓外轮廓的管内壁，使得所述管与所述连接螺栓之间存在电气表面接触。管的外径优选地不大于电热丝线圈的外径，以便不增加所需安装空间。所述管特别可以由铜制成。

如有必要，可通过此构造的进一步发展来进一步增加连接组件区域中的产生的热量，其中第二个连接螺栓从背对具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的一侧布置在管内，所述第二连接螺栓由具有与制成连接螺栓的材料至少相同的、优选地具有更高的电导的材料制成。

在连接组件和具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝之间实现表面接触并同时避免在所述连接组件区域内产生不需要的热量的另一种替代可能性是，所述连接组件具有管作为连接元件，所述管内侧与伸入所述管中的具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的变形的端部部分的外侧进行电气表面接触，所述管由比制成具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的材料的电导更高的材料制成。

所述变形的端部部分例如可以形成为圆形或椭圆形，而存在一种变体特别容易制造，其中变形的端部部分是通过缠绕具有减小的外径的具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝而形成的。

通过修改刚刚描述的技术方案，可以进一步减少连接组件区域中不需要的热量产生，在管内部从背对具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的一侧布置第二连接螺栓，所述第二连接螺栓特别地由具有比制成具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的材料更高的电导的材料制成。

为了最佳地利用电加热装置中的电加热元件的可用安装空间，如果连接组件的最大外径对应于具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的外径，则是有利的。

根据本发明的电加热装置具有管状金属护套和根据本发明的电加热元件，其中将所述电加热元件的具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝至少布置在管状金属护套的内部，使得所述电具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝至少部分地与管状金属护套电气隔离。

根据本发明的用于制造具有管状金属护套的电加热装置的方法包括以下步骤：

-制造具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝，

-提供连接组件或连接组件的部件以及管状金属护套，

-组装连接组件和具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝以形成电加热元件，

-在螺旋电阻丝的端部部分和连接组件的部件(特别是连接元件)之间建立表面接触，

-至少部分地将电加热元件引入管状金属护套的内部，

-将电绝缘材料引入到管状金属护套内部剩余的空闲体积中，以及

-压缩由此预先配置的电加热器。

应当注意，该过程的顺序仅是部分固定的。当然，所述方法的前两个步骤也可以相反的顺序进行，但是在逻辑上必须在其他步骤之前进行。强调这一点很重要，因为为了符合本发明，所使用的电加热元件必须已经包括具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝。螺旋电阻丝在安装之前不得变形。最后提到的方法步骤也必须在引入导电材料之后进行。

然而，所述方法的其他上述步骤不一定必须以此顺序进行，并且也可以部分地并行或一起执行。

基本上，例如组装连接组件和具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝以形成电加热元件的步骤，可以与在螺旋电阻丝的端部部分与连接组件的部件之间建立表面接触的步骤同时进行，例如通过压制、焊接或钎焊将连接组件的部件和电阻丝的部分彼此连接的情况。

还应考虑的是，仅引入具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝而没有连接组件或引入不完整的连接组件，这在任何情况下表示将电加热元件部分地引入到管状金属护套的内部，因为其代表了电加热元件的一部分。

可以通过缠绕具有扁平带状几何形状的电阻丝、或者更确切地说是缠绕以具有扁平带状几何形状的形式制成的连续材料的一部分来完成具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的生产，例如可以在具有所需线圈内径的心轴上完成。然而，用这种方法有时对于缠绕而言需要相当大的力，该力特别适用于进给以达到螺旋螺距。

一种可能的替代方案是，通过将任何电阻丝缠绕在例如给定所需线圈内径的心轴上，然后将电阻丝变形为扁平带状，来制造具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝。在这种情况下，缠绕可以更简单，但是压制步骤必须以非常高的精度执行，以实际上不再次破坏所需的螺旋几何形状并确保扁平带状几何形状具有所需的特性。

提供具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的第三种可能性是提供一种管状电阻丝，所述管状电阻丝具有穿过管壁的以螺线形形式的凹槽，这可以例如通过激光切割来实现。所述线圈可以在管的整个长度上延伸；如果一方面未将其引入管状电阻丝的端部区域，则还形成相同的管状连接部分，所述相同的管状连接部分对应于具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的多个线圈的连接(或分隔的间隙(Auslassung))。

用于建立表面接触的一种方法在于，提供具有连接螺栓的连接组件，所述连接螺栓的外径优选地对应于具有扁平带状几何形状的电阻丝的线圈的内径，并且为了建立表面接触，将所述连接螺栓或者推入具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝中，或者使其与具有扁平带状几何形状的电阻丝的变形的端部部分的内侧接触，从而使所述连接螺栓与具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的至少一个线圈的内侧进行电气表面接触。在此建议通过焊接或钎焊来稳定化表面接触。

第二种方法规定，提供具有管的连接组件，使具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的端部部分变形为适配于管开口的形状，并且通过将端部部分***所述管开口中来进行电气表面接触，其中优选地随后通过压制步骤使表面接触稳定化。

附图说明

下面参照示出实施例的附图更详细地解释本发明。其示出：

图1a：具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝，

图1b：图1a中的具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的截面，

图2a：提供具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的可能的示例，

图2b：图2a的详细视图，

图3a：用于连接组件的第一结构的电加热元件的区域的截面图，

图3b：图3a中结构的分解图，

图4a：用于连接组件的第二结构的电加热元件的区域的截面图，

图4b：图4a中结构的分解图，

图5a：用于连接组件的第三结构的电加热元件的区域的截面图，

图5b：图5a中结构的分解图，

图6a：用于连接组件的第四结构的电加热元件的区域的截面图，

图6b：图6a中结构的分解图，

图7a：用于连接组件的第五结构的电加热元件的区域的截面图，

图7b：图7a中结构的分解图，

图8a：用于连接组件的第六种结构的电加热元件的区域的透视图，

图8b：图8a中结构的分解图，

图9a：压缩之前穿过电加热装置的横截面，

图9b：压缩后的穿过图9a中电加热装置的横截面，以及

图10：提供具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的另一可能的示例。

具体实施方式

图1a示出了具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝10，它可以用于根据本发明的加热元件的实施例中；图1b示出了穿过图1a中所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝10的截面，其中示出了可用于表征扁平带状几何形状以及螺线布置的多个变量。可以看到基本矩形的横截面Q，其长的延伸方向限定了宽度B，而短的延伸方向限定了高度H。每个单独的线圈W分别围绕以虚线绘制的线圈轴线AW延伸，每个单独的线圈W具有外径D1和内径D2，并且相邻的线圈W彼此间隔开距离S。

特别地，在所示的螺旋电阻丝10中能看到扁平带状几何形状

-具有扁平带状几何形状的电阻丝10的宽度B大约对应于线圈外径D1，

-具有扁平带状几何形状的电阻丝10的宽度B约为其高度H的五倍，并且

-相邻线圈W之间的距离S小于具有扁平带状几何形状的电阻丝W的宽度B，更准确地说约为宽度B的25％。

图2a和图2b图解示出了制造具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的一种可能性。在此，在线轴21上形成以这种形状制成无端材料的具有扁平带状几何形状的电阻丝，例如可以在具有所需线圈内径的心轴(未示出)上完成，以制造具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝20。然而，通过这种方法缠绕有时需要相当大的力，这在图2b的横截面Q′处的详细表示中特别明显，这与图2a中部分开放的区域不同，其并不是所有侧线和拐角处的理想矩形形状，但仍然具有几乎相同的宽度和厚度。

图3a和图3b示出了在以部分示出的电加热元件100中，在具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝105和连接组件106之间建立表面接触的可能性。在该示例中，所述连接组件106一方面由例如由镍制成的连接螺栓106a作为连接元件构成，其直径适配于具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝105的内径D2，另一方面由例如由铜制成的管106b构成，所述管的开口107同样对应于具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝105的内径D2，并且其外径适配于与具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝105的外径D2。所述连接螺栓106a的一部分推入具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝105的内部，使得它几乎完全穿透两个线圈，并且图解示出的焊缝108所示，被焊接到线圈上。为了增加电导，将所述连接螺栓106a的其余部分推入所述管106b；这里例如可以有压制接触。

图4a和图4b中所示的变体的不同之处仅在于，连接组件106′作为进一步的部件具有由铜制成并且适配于管106b的内径的第二连接螺栓106c，所述第二连接螺栓106c与连接螺栓106a一起从背对具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的一侧被撞击推入所述管106b中，并且进一步提高了所述连接组件106的电导。因为这是区别，否则可以使用相同的附图标记并参考对图3a和图3b的描述。

图5a和图5b示出了在以截面示出的电加热元件200中，在具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝205和连接组件206之间建立表面接触的可能性，在该示例中所述连接组件仅由例如铜制成的管作为连接元件组成。在此，具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝205的端部部分205a变形为适配于所述管的管开口207，并且通过将所述端部部分***所述管开口207中并对其压制来建立电气表面接触。

图6a和图6b示出了图5a和5b的实施例的替代方案。在此，在部分示出的电加热元件200中，具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝205和连接组件206进行表面接触，所述连接组件再次仅由铜制成的管作为连接元件构成。

区别在于，具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝205的端部部分205b适配于管的管开口207，在所述端部部分上的线圈外径减小以对应于所述管的管开口207的直径。通过将具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝的端部部分205b***到所述管开口207中并对其压制，可以恢复电气表面接触。

在图7a和图7b中示出的电加热元件200的变体在两个基本方面与图6a和6b的变体不同：首先，具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝205的端部部分205c适配于管的管开口207，所述端部部分的线圈外径减小，使其对应于所述管的管开口207的直径。

但是，在此设计线圈外径的过渡，使得所述过渡不在两个线圈之间发生，而是在线圈205d处发生，所述线圈205d的外径在线圈的相对边缘处不同。

第二，连接组件206′除了管206a之外，还包括由具有良好电导的材料制成的连接线206c，并且螺旋电阻丝205的端部部分205c中的线圈内径的尺寸被确定为使得所述连接线206c能***到所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝205的端部部分205c的线圈中。然后可以将所述连接组件206的所述管206a推到所述螺旋电阻丝205的端部部分205c的外侧上，并且可以通过压制来建立接触，使得所述管206a和所述连接线206c构成连接元件。

原则上，与图6a和6b中的实施例相比，这两个改变彼此独立并且可以单独地用于修改实施例。因此，即使没有连接线206c，在根据图6a和6b的实施例中具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝205的端部部分205a也可以通过与线圈205d一样形状的线圈过渡。同样地，图6a和图6b中的端部部分205b也可以变形，使得属于所述端部部分的线圈具有清晰的内径，从而允许使用带有管206a和连接线206c的连接组件206′。

图8a和图8b的实施例示出了另一种变体。根据该变体的电加热元件300具有连接组件306，所述连接组件仅由作为连接元件的连接螺栓组成，所述连接螺栓可以例如由镍构成，并且具有具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝305，其端部部分305a变形以便与所述连接组件306进行电气表面接触。

为此，具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝305的变形的端部部分305a在内部设有拱形部305b，所述拱形部305b的弯曲方向对应于所述连接组件306的连接螺栓的外径的弯曲方向，并适配于所述外径。

图9a和图9b示出了压制之前和之后的电加热装置1。所述电加热装置1具有管状金属护套2，在其内部部分引入电加热元件4，所述电加热元件4由具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝5和连接组件6、7组成，并通过电绝缘材料3(例如氧化镁)与管状金属护套2电绝缘。扁平带的扁平侧平行于线圈轴线(未示出)延伸。螺旋电阻丝5与连接组件之间的电气表面接触通过连接螺栓6a，7a建立，所述连接螺栓6a，7a是连接组件6、7的组成部分，所述连接方式基本上与上图3a，3b所描述的相同。然而，不同之处在于，这里已经取消了原则上也可行的焊接，而是在压制过程中使用了压接。

图10示出了提供具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝405的另一示例性可能性。此处的起点是管状电阻丝401，通过激光402在所述管状电阻丝401中切入穿过管壁的螺线形凹槽403，以制成线圈404。

附图标记列表

1 电加热装置

2 金属护套

3 电绝缘材料

4、100、200、300 电加热元件

5、10、20、105、205、305、405 电阻丝

6、7、106、106′、206、206′、306 连接组件

6a、7a、106a 连接螺栓

21 线轴

106b、206b 管

106c 第二连接螺栓

107、207 管开口

108 焊接

205a、205b、205c、305a 端部部分

205d 线圈

206c 连接线

305b 拱形部

401 管状电阻丝

402 激光

403 螺线形凹槽

404 线圈

Q、Q′ 横截面积

B 宽度

D1 外径

D2 内径

H 高

S 距离

W 线圈

AW 线圈轴线。

Claims

1.一种用于电加热装置(1)的电加热元件(4、100、200、300)，其中所述电加热元件(4、100、200、300)由具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)和至少一个、优选一个或两个连接组件(6、7、106、106′、206、206′、306)组成，其中所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)缠绕成具有内径(D2)、外径(D1)和相邻线圈(W、404)之间间距(S)的线圈(W、404)，使得所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的扁平侧平行于线圈轴线(AW)延伸，并且所述连接组件(6、7、106、106′、206、206′、306)具有至少一个连接元件，所述连接元件与部分的具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)进行表面接触。

2.根据权利要求1所述的电加热元件(4、100、200、300)，其特征在于，具有所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的宽度(B)对应于所述线圈(W、404)的内径(D2)的至少30％。

3.根据权利要求2所述的电加热元件(4、100、200、300)，其特征在于，所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的宽度(B)对应于线圈(W、404)的外径(D1)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电加热元件(4、100、200、300)，

其特征在于，所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的宽度(B)是其高度(H)的至少两倍。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电加热元件(4、100、200、300)，

其特征在于，相邻的线圈(W、404)之间的距离(S)小于所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的宽度(B)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电加热元件(4、100、300)，其特征在于，所述连接组件(6、7、106、106′、306)具有作为连接元件的连接螺栓(6a，7a、106a)，所述连接螺栓或者与所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、405)的至少一个线圈(W、400)的内侧进行电气表面接触，或者与具有扁平带状几何形状的电阻丝(305)的变形的端部部分(305a)的内侧进行电气表面接触。

7.根据权利要求6所述的电加热元件(4、100、300)，其特征在于，所述连接螺栓(6a、7a、106a)的外径或者对应于所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、405)的线圈(W、404)的内径(D2)，或者对应于所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(305)的变形的端部部分(305a)内侧上的拱形部(305b)，其中所述拱形部(305b)的弯曲方向对应于所述连接螺栓的外径的弯曲方向。

8.根据权利要求7所述的电加热元件(4、100)，其特征在于，所述连接螺栓(6a、7a、106a)与所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、405)的一个或多个线圈(W、404)的整个内表面进行电气表面接触。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的电加热元件(4、100、300)，其特征在于，所述连接螺栓(6a、7a、106a)焊接或钎焊到所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、405)的线圈(W、404)内侧的部分，或者焊接或钎焊到所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、305)的变形的端部部分的内侧。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的电加热元件(4、100、300)，其特征在于，所述连接螺栓(6a、7a、106a)由镍制成。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的电加热元件(4、100、300)，其特征在于，所述连接组件还具有管(106b)，所述管由电导比制造所述连接螺栓(6a、7a、106a)的材料更高的材料制成，并且所述管具有至少部分地适配于所述连接螺栓(6a、7a、106a)的外轮廓的管开口(107)，以在所述管(106b)和所述连接螺栓(6a、7a、106a)之间存在电气表面接触。

12.根据权利要求11所述的电加热元件(4、100)，其特征在于，第二连接螺栓(106c)从背向所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105)的一侧布置在所述管(106b)内，所述第二连接螺栓由比制成所述连接螺栓(6a、7a、106a)的材料具有更高的电导的材料制成。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的电加热元件(200)，其特征在于，所述连接组件(206、206′)具有作为连接元件的管(206b)，所述管的管内侧与陷入到所述管(206a)中的所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(205)的变形的端部部分(205a)的外侧进行电气表面接触，其中所述管由具有比制成所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(205)的材料更高的电导的材料制成。

14.根据权利要求13所述的电加热元件(200)，其特征在于，所述变形的端部部分通过具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(200)的线圈(205b)形成，所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝具有减小的外径。

15.根据权利要求13或14所述的电加热元件(200)，其特征在于，第二连接螺栓从背向具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(205)的一侧布置在管内，所述第二连接螺栓由比制成所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(205)的材料电导更高的材料制成。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的电加热元件(4、100、200)，其特征在于，所述连接组件(6、7、106、106′、206)的最大外径对应于所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305)的外径(D1)。

17.一种电加热装置(1)，其具有管状金属护套(2)和根据权利要求1至16中任一项所述的电加热元件(4、100、200)，其中至少所述电加热元件(4、100、200)的所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305)布置在所述管状金属外套(2)的内部，使得所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝与所述管状金属护套(2)至少部分地电气隔离。

18.一种制造具有管状金属护套(2)的电加热装置(1)的方法，其具有以下步骤：

-生产具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)，

-提供连接组件(6、7、106、106′、206)或连接组件(6、7、106、106′、206)的部件和管状金属护套(2)，

-将所述连接组件(6、7、106、106′、206)和所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)组装成电加热元件(4、100、200)，

-在螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的端部部分和每个连接组件(6、7、106、106′、206)的至少一个连接元件之间建立表面接触，

-至少部分地将电加热元件(4、100、200)引入所述管状金属护套(2)的内部，

-将电绝缘材料(3)引入到所述管状金属护套(2)内部剩余的空闲体积中，以及

-压缩由此预先配置的电加热装置(1)。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，通过缠绕具有扁平带状几何形状的电阻丝来进行所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的生产。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，通过缠绕任意电阻丝并随后将所述电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)变形为扁平带状几何形状来进行所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、205、305、405)的生产。

21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，通过在管状电阻丝(401)上设置贯穿其管壁的螺线形凹槽(403)来进行所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(405)的生产。

22.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，提供具有连接螺栓(6a、7a、106a)的连接组件(6、7、106、106′)，所述连接螺栓的外径优选地对应于所述具有扁平带状几何形状的电阻丝(5、10、20、105、305、405)的线圈(W、404)的内径(D2)，并且所述连接螺栓(6a、7a、106a)的表面接触或者通过推入所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、305、405)中来建立，或者通过与所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、305、405)的变形的端部部分的内侧接触来建立，使得所述连接螺栓与所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(5、10、20、105、305、405)的至少一个线圈(W、404)的内侧进行电气表面接触。

23.根据权利要求18至21中任一项所述的方法，其特征在于，提供具有管的连接组件(206、206′)，所述具有扁平带状几何形状的螺旋电阻丝(205)的端部部分(205a)变形以适配于所述管开口(207)，并且通过将所述螺旋电阻丝(205)的端部部分(205a)***到所述管开口(207)中来建立所述电气表面接触。