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Die
Erfindung betrifft eine Heizwendelanordnung zum Erwärmen
strömender Gasstoffe, mit einem wenigstens abschnittsweise
zu einem Heizwendel aufgewickelten Heizleiter zum Umwandeln elektrischer
Energie in Wärmeenergie, mit einem vom Heizwendel wenigstens
abschnittsweise umwickelten und in axialer Richtung des Heizwendels
verlaufenden Stützelement und mit wenigstens einem am axialen
Ende des Stützelements angebrachten Anschlusskontakt, der
mit dem Heizleiter elektrisch leitend verbunden ist.
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Heizwendelanordnungen
der genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden einzeln
oder als ein Satz aus mehreren hintereinander und/oder nebeneinander
angeordneten Heizwendelanordnungen verwendet, um vorbeiströmende Gasstoffe,
wie z. B. Luft, zu erwärmen. So sind die Heizwendelanordnungen
beispielsweise in Wäschetrocknern zum Erzeugen eines Heißluftstroms,
mit dem die Wäsche getrocknet wird, eingebaut. Im eingebauten
Zustand sind die Heizwendelanordnungen einem Strömungsdruck
der vorbeiströmenden Gasstoffe oft direkt ausgesetzt. Dabei
sollen die Heizwendelanordnungen einerseits bei möglichst großer
Heizfläche möglichst wenig Strömungswiderstand
bieten, aber andererseits so stabil ausgebildet sein, dass keine
Vibrationen durch den Gasstoffstrom entstehen können. Daher
wird der Heizleiter, der üblicherweise als Widerstandsdraht
ausgebildet ist, um ein streifenförmiges Stützelement
herum zu einem Heizwendel aufgewickelt.
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Ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer solchen Heizwendelanordnung
ist beispielsweise in der
DE
2615013 C3 beschrieben. Die nach dem Verfahren der
DE 2615013 C3 um
das Stützelement aufgewickelte Heizwendel wird von Hand
mit an beiden Enden des Stützelements aufgesteckten Anschlusskontakt
verbunden. Dazu werden die Enden des Heizleiters jeweils um einen
Vorsprung am Anschlusskontakt geschlungen und anschließend
mit dem Anschlusskontakt verschweißt.
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Weitere
Heizwendelanordnungen aus dem Stand der Technik sind beispielsweise
in der
DE 1 403 557 ,
der
EP 0 995 830 A2 und
der
FR 1 318 547 beschrieben.
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Die
bekannten Heizwendelanordnungen haben den Nachteil, dass die Wärmeverteilung
im Betrieb der Heizwendelanordnungen ungleichmäßig
ist. Dadurch wird der Luftstrom, den die Heizwendelanordnungen erwärmen
soll, ungleichmäßig erwärmt, was beispielsweise
zu einer ungleichmäßigen Trocknung der Wäsche
in einem Wäschetrockner führen kann.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Heizwendelanordnung
mit verbesserter Wärmeverteilung bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass das Verhältnis zwischen der Breite des Stützelements
zum axialen Abstand vom axialen Ende des Stützelements
zur nächstgelegenen Passierstelle, an welcher der Heizleiter
eine Seitenfläche des Stützelements passiert,
größer oder gleich drei ist.
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Diese
erfindungsgemäße Lösung ist konstruktiv überraschend
einfach und hat den Vorteil, dass der Heizleiter gegenüber
den bekannten Heizwendelanordnungen weiter nach außen zum axialen
Ende des Stützelements gewickelt ist. Hierdurch ist die
Oberfläche des Heizwendel vergrößert, so
dass auch die Wärmeübertragung an die vorbeiströmende
Luft vergrößert ist. Durch den breiteren Heizwendel
ist die Wärmeverteilung verbessert. Durch diese vergrößerte
Oberfläche kann zusätzlich auch die Heiztemperatur
der Heizwendelanordnung bei gleicher Wärmeübertragung
und Leistung gesenkt werden, um Energie zu sparen. So erhöht
sich durch die geringere spezifische Oberflächenbelastung
die elektrische Sicherheit. Bei so erreichbarer geringerer Temperaturdifferenz
zwischen der vorbeiströmenden Luft und dem Heizleiter kann
die Effizienz der Wärmeübertragung der Heizwendelanordnung
verbessert werden.
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Die
erfindungsgemäße Heizwendelanordnung kann durch
verschiedene, voneinander unabhängige, jeweils für
sich vorteilhafte Ausgestaltungen weiter entwickelt werden, wie
sie im Folgenden erläutert sind.
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Die
bekannten Heizwendelanordnungen haben den weiteren Nachteil, dass
jeweils wenigstens ein Handarbeitsschritt nötig ist, um
den Heizleiter mit dem Anschlusskontakt zu verbinden bzw. in eine
geeignete Position zum elektrischen Verbinden zu bringen. Aufgrund
dieses Nachteils ist die Fertigung der bekannten Heizwendelanordnungen
relativ gering automatisiert. Durch den geringen Automatisierungsgrad
sind die Herstellungskosten der bekannten Heizwendelanordnungen
relativ hoch, was sich gerade bei der Herstellung großer
Stückzahlen besonders nachteilig auswirkt. Um die Heizwendelanordnung
stärker automatisiert und mit geringeren Herstellungskosten
herzustellen, kann der Heizleiter auf der in axialer Richtung zum
Heizwendel weisenden Seite des Anschlusskontaktes aufgelegt sein.
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Die
automatische Herstellung ist bei dieser Ausführungsform
möglich, weil der Heizleiter vor dem Verbinden mit dem
Anschlusskontakt lediglich in axialer Richtung an den Anschlusskontakt
bewegt werden muss. Diese Axialbewegung des Heizleiters kann leicht
durch eine Montagevorrichtung automatisiert durchgeführt
werden, so dass der manuelle Arbeitsschritt der bekannten Heizwendelanordnungen durch
die erfindungsgemäße Lösung entfällt.
Durch eine so ermöglichte vollständig automatisierte
Fertigung der Heizwendelanordnung lassen sich große Stückzahlen
von Heizwendelanordnung mit geringen Stückkosten herstellen.
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Die
Wärmeverteilung im Betrieb der Heizwendelanordnung kann
verbessert werden, wenn der axiale Abstand eines Heizwendelabschnitts,
in dem der Heizleiter mit im wesentlichen konstanter Steigung zum
Heizwendel aufgewickelt ist, zum axialen Ende des Stützelements
kleiner ist als die Breite des Stützelements. Ferner kann
der axiale Abstand vom axialen Ende des Stützelements zur
nächstgelegenen Passierstelle, an welcher der Heizleiter
die Seitenfläche des Stützelements passiert, kleiner
oder gleich 5 mm sein.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Stützelement
im Wesentlichen in einer Stützebene verlaufen und die Passierstellen
können in der Stützebene liegen. So können
Gasstoffe, die die Heizwendelanordnung in einer parallel zur Stützebene
verlaufenden Strömungsrichtung umströmen, besonders
gut erwärmt werden.
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Ferner
kann der Heizleiter als ein bandförmiger Flachdraht ausgebildet
und mit dem Anschlusskontakt flächig verschweißt
sein. Dies hat den Vorteil, dass flächig, also flach aufeinanderliegende
Flächen gut automatisch verschweißt werden können,
weil sie eine relativ große Kontaktfläche haben,
die eine sichere elektrische Verbindung darstellt. Ferner eignet sich
Schweißen besonders gut für die automatisierte Fertigung.
Das automatisch zur Verbindungsstelle bewegte Ende des Heizleiters
kann beispielsweise mit dem Anschlusskontakt durch Punktschweißen oder
Widerstandsschweißen stoffschlüssig verbunden
werden.
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Alternativ
kann der Heizleiter mit dem Anschlusskontakt beispielsweise durch
einen elektrisch leitenden Klebstoff, durch Vercrimpen oder durch
ein Klammerelement verbunden werden.
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Um
bei der automatisierten Fertigung der Heizwendelanordnung den Heizleiter
zielsicher an den Anschlusskontakt zu bewegen, kann der Heizleiter
in einer Projektion in axialer Richtung außerhalb vom Heizwendel
am Anschlusskontakt aufgelegt sein. Es hat sich gezeigt, dass das
Ende des Heizleiters nach dem Aufwickeln des Heizwendels in der axialen
Projektion tangential vom Durchmesser des Heizwendels nach außen
wegsteht. Somit ist es vorteilhaft, dass bei dieser Ausführungsform
der Anschlusskontakt in der axialen Projektion außerhalb vom
Heizwendel verläuft und mit dem Ende des Heizleiters fluchtet.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann ein Verbindungsabschnitt
des Anschlusskontakts, in dem der Heizleiter aufgelegt ist, im Wesentlichen
quer zur Wickelachse des Heizwendels verlaufen. Dies hat den Vorteil,
dass das Heizleiter zum Verbinden mit dem Anschlusskontakt leicht
gegen den Verbindungsabschnitt bewegt werden kann. Der Verbindungsabschnitt
kann ferner im Wesentlichen quer zum Ende des Stützelements
verlaufen, um mit dem Stützelement abzuschließen
und nicht darüber hinauszuragen. So bildet der Verbindungsabschnitt
keine Störkontur, beispielsweise zu einem Gehäuse,
in dem die Heizwendelanordnung befestigt ist, aus.
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Um
den Anschlusskontakt einfach und dennoch stabil mit dem Stützelement
zu verbinden, kann der Anschlusskontakt wenigstens ein Rastmittel
aufweisen, durch das der Anschlusskontakt mit dem Stützelement
mechanisch verriegelt ist. Das Rastmittel greift in ein entsprechendes
Gegenrastmittel in dem Stützelement ein und verhindert
ein Lösen des Anschlusskontakts von dem Stützelement.
Das Gegenrastmittel in dem Stützelement kann beispielsweise
eine Öffnung sein oder eine Vertiefung, die beispielsweise
auch beim Herausbiegen des Rastelements aus dem Anschlusskontakt
ins Stützelement geprägt werden kann. Ebenfalls
zum Befestigen des Anschlusskontakts kann der Anschlusskontakt wenigstens
eine das Stützelement umschließende Haltelasche
aufweisen, die um das Stützelement verpresst ist. Hierfür
kann der Anschlusskontakt beispielsweise aus einem elektrisch gut
leitenden Metallblech hergestellt sein, das sich plastisch leicht
verformen lässt.
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Um
zu verhindern, dass die automatisierte Bewegung des Heizleiters
vom Stützelement behindert oder blockiert wird, kann das
Stützelement am axialen Ende vom Heizleiter beabstandet
sein. Hierzu kann das Stützelement an jedem Ende jeweils eine
Aussparung aufweisen.
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Um
die Wärmeverteilung der erfindungsgemäßen
Heizwendelanordnung weiter zu verbessern, kann der axiale Abstand
des Heizwendelabschnitts, zum axialen Ende des Stützelements
weniger als die vierfache, vorzugsweise weniger als die dreifache, Steigung
des Heizwendels betragen.
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Für
eine besonders kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen
Heizwendelanordnung kann der oben genannte axiale Abstand vom Ende
des Heizwendelabschnitts bis zum Ende des Stützelements
weniger als 15 mm, vorzugsweise weniger als 10 mm, betragen.
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Um
die Oberfläche und die Stabilität des Heizleiters
zu verbessern, kann das Heizleiter als ein hochkant stehender Flachdraht
ausgebildet sein.
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Ferner
kann das Stützelement den Heizwendel an Befestigungsstellen
der Seitenfläche des Stützelements abstützen.
So ist der Heizwendel auf dem Stützelement stabil und in
der Längsrichtung verrutschfest fixiert.
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Die
Erfindung betrifft neben der oben genannten Heizwendelanordnung
in ihren unterschiedlichen Ausführungsformen auch eine
Heizbaugruppe zum Erwärmen eines Heißluftstroms
beispielsweise in einem Wäschetrockner, mit wenigstens
einer Heizwendelanordnung und mit einem Haltemittel, an dem die
Heizwendelanordnung vom Heißluftstrom durchströmbar
angebracht ist. Um eine Heizbaugruppe bereitzustellen, die gegenüber
bekannten Heizbaugruppen mit geringeren Herstellungskosten produziert
werden kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
die Heizwendelanordnung nach einer der oben genannten Ausführungsformen
ausgebildet ist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale können
dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie dies oben
bei den einzelnen vorteilhaften Ausgestaltungen bereits dargelegt
wurde.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische perspektivische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung;
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2 eine
schematische Darstellung eines Anschlusskontakts der erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung
aus 1;
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3 eine
schematische Darstellung eines Stützelementes der Heizwendelanordnung
aus 1;
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4 eine
vergrößerte Darstellung von einem Ende der Heizwendelanordnung
aus 1;
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5 eine
schematische Schnittdarstellung der Heizwendelanordnung aus 4 in
Richtung des Pfeils A;
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6 eine
schematische Darstellung der Heizwendelanordnung aus 1;
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7 eine
schematische Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung;
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8 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Heizbaugruppe.
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Zunächst
wird der allgemeine Aufbau einer erfindungsgemäßen
Heizwendelanordnung 1 mit Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
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Die
Heizwendelanordnung 1 umfasst ein Stützelement 2,
einen um das Stützelement 2 gewickelten Heizleiter 3 und
zwei am Stützelement 2 angebrachte, mit dem Heizleiter 3 verbundene
Anschlusskontakte 4.
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Das
Stützelement 2 ist bei der beispielhaften Ausführungsform
der 1 bis 6 als ein im wesentlichen in
einer Stützebene E verlaufender Streifen mit flachen Seitenflächen 32 ausgebildet.
Die Seitenfläche 32 bildet eine Schmalseite des
Stützelements aus, welche die breiteren, im Wesentlichen
parallel zueinander verlaufenden Ober- und Unterseiten 33, 34 verbindet.
Das Stützelement 2 ist aus einem elektrisch isolierenden
Material, beispielsweise Pressglimmer, hergestellt. An seinen axialen
Enden weist das streifenförmige Stützelement 2 jeweils
eine rechteckige Aussparung 5 auf. Im Bereich der Aussparung 5 ist
die Breite B' des Isolierlements 2 kleiner als die Breite
B des Stützelements 2 zwischen den Aussparungen 5.
Ferner weist das Stützelement 2 an jedem axialen
Ende eine Öffnung 6 auf, die das Stützelement 2 quer
zur axialen Richtung durchdringt.
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Der
Heizleiter 3 ist bei der Ausführungsform der 1 bis 6 als
ein um das Stützelement 2 hochkant gewickelter
Flachdraht ausgebildet. In einem Heizwendelabschnitt 7 zwischen
den Enden des Stützelements 2 ist der Heizleiter 3 mit
im Wesentlichen konstanter Steigung 8 zu einem Heizwendel 9 aufgewickelt,
die gleichzeitig eine Mittellinie des Stützelements 2 bildet.
Die Steigung kann alternativ auch variieren, beispielsweise um im
Betrieb vorbestimmte Temperaturverteilungen zu erzielen. Der Heizwendel 9 ist
um eine in axialer Richtung 17 verlaufende Wickelachse 29 gewickelt.
Wie in 4 dargestellt, ist der Heizleiter 3 im
Bereich des Heizwendels 9 eng an das Stützelement 2 anliegend
oder in Kerben 10 angeordnet. Der Heizwendel 3 stützt
sich an Befestigungsstellen 35, die an den Seitenflächen 32 des Stützelements 2 angeordnet
sind, ab. Bei der Ausführungsform der 1 bis 6 ist
der Heizwendel 9 im Wesentlichen zylindrisch gewickelt
und weist einen Außendurchmesser D und einen Innendurchmesser
d auf. Der Außendurchmesser D ist größer und
der Innendurchmesser d ist kleiner als die Breite B des Stützelements 2 ausgebildet.
So greift jede Windung 11 des Heizwendels 9 am
Innenumfang an den Befestigungsstellen 35 in das Stützelement 2 ein und
steht am Außenumfang über das Stützelement 2 hinaus.
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An
Passierstellen 31 passiert der Heizleiter 3 jeweils
die schmale Seitenfläche 32 des Stützelements 2 und
durchdringt die Stützebene E. Im Bereich der Aussparung 5 des
Stützelements 2 sind die Passierstellen 31 vom
Stützelement 2 beabstandet.
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Der
Heizleiter 3 ist als ein Widerstandsheizelements aus einem
geeigneten Metalldraht oder Metallband hergestellt, der sich erwärmt,
wenn er von elektrischer Energie durchströmt wird.
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Die
beiden Anschlusskontakte 4 sind jeweils am axialen Ende
des Stützelements 2 angebracht und sind aus einem
elektrisch gut leitenden Metallblech hergestellt. Jeder An schlusskontakt 4 ist
in einem Halteabschnitt 12 mit dem Stützelement 2 verbunden.
In diesem Halteabschnitt 12 weist der Anschlusskontakt 4 ein
Rastmittel 13 und eine Haltelasche 14 auf. Das
Rastmittel 13 ist als eine teilweise ausgestanzte, im Wesentlichen
kreisförmige Zunge ausgebildet, die im zusammengebauten
Zustand mit der Öffnung 6 des Stützelementes 2 fluchtet
und wenigstens abschnittsweise in die Öffnung 6 hineingedrückt
ist. Die Haltelasche 14 ist U-förmig ausgebildet und
umschließt das Ende des flachen Stützelementes 2 von
oben und unten. Im in 1 dargestellten zusammengebauten
Zustand der erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung 1 ist
die Haltelasche 14 um das Stützelement 2 verpresst.
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Der
Durchmesser des zungenförmigen Rastmittels 13 ist
im Wesentlichen gleich mit dem Durchmesser der Öffnung 6,
so dass das in die Öffnung 6 eingreifende Rastmittel 13 den
Anschlusskontakt 4 gegen ein Abziehen vom Stützelement 2 verriegelt. Auch
die um das Stützelement 2 verpresste Haltelasche 14 befestigt
den Anschlusskontakt 4 auf dem Stützelement 2 und
verhindert eine Relativbewegung. Der Anschlusskontakt 4 ist
so am Stützelement 2 angebracht, dass er die Aussparung 5 nicht überdeckt.
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Der
Anschlusskontakt 4 ist an einer Verbindungsstelle 15 mit
dem Heizleiter 3 elektrisch leitend verbunden. Bei der
in den 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform
ist der Heizleiter 3 am Anschlusskontakt 4 im
Bereich der Verbindungsstelle 15 aufgelegt und stoffschlüssig
verschweißt. Die Verbindungsstelle 15 befindet
sich am Ende des Heizleiters 3 und in einem Verbindungsabschnitt 16 des
Anschlusskontaktes 4. Bei dem Anschlusskontakt 4 in 2 ist
ein erhabener Schweißbereich 15' ausgebildet,
in dem sich die Verbindungsstelle 15 nach dem Verschweißen
befindet. Bei der Ausführungsform der 1 bis 6 ist
der Verbindungsabschnitt 16 im Wesentlichen eben und quer
zum Halteabschnitt 12 und quer zum Stützelement 2 ausgebildet.
Wie in 6 dargestellt, verläuft der Verbindungsabschnitt 16 im
Wesentlichen parallel zu den Windungen 11 des Heizwendels 9.
Wie in 5 dargestellt, befindet sich die Verbindungsstelle 15 in
einer Projektion in einer axialen Richtung 17 des Heizwendels 9 außerhalb
des Windungsdurchmessers D des Heizwendels 9. Der Heizleiter 3 liegt
mit seiner flachen Seite auf dem ebenfalls flach ausgebildeten Anschlusskontakt 4 flächig
auf. Der Anschlusskontakt 4 ist im Verbindungsabschnitt 12 als
eine Kontaktplatte für den Heizleiter 3 ausgebildet.
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Die
Anschlusskontakte 4 weisen jeweils einen quer zum Verbindungsabschnitt 16 verlaufenden Kontaktstift 26 auf.
Der Kontaktstift 26 steht im montierten Zustand in axialer
Richtung über das Stützelement 2 hinaus.
In der Ausführungsform der 1 bis 6 verläuft
der Kontaktstift 26 in axialer Richtung 17.
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Bei
einer automatisierten Fertigung der erfindungsgemäßen
Heizwendelanordnungen 1 wird zunächst der Heizleiter 3 um
das Stützelement 2 gewickelt. Am Ende des Wickelvorgangs
bleiben die Enden des Heizleiters frei stehen. Dabei stehen die
Enden des Heizleiters 3 in einer axialen Projektion, wie in 5,
tangential vom Durchmesser des Heizwendels 9, in einem
Winkel α ab. Dieser Winkel α beträgt beispielsweise
etwa 10 bis 15 Grad zu einer Senkrechten zum Stützelement 2.
Anschließend wird der Anschlusskontakt 4 axial
auf das Stützelement 2 aufgesteckt. Der Anschlusskontakt 4 kann
entweder vorgefertigt sein oder am Stützelement 2 durch
mehrfaches Umbiegen ausgebildet werden. Nachdem der Anschlusskontakt 4 am
Stützelement 2 angebracht ist, wird das abstehende
Ende des Heizleiters 3 in der axialen Richtung 17 zum
Verbindungsabschnitt 16 des Anschlusskontakts 4 bewegt
bis es den Anschlusskontakt 4 berührt und aufliegt
bzw. anliegt. Jetzt wird der flächig aufliegende Heizleiter 3 mit
dem Anschlusskontakt 4 in der Verbindungsstelle 15 verschweißt.
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Der
Verbindungsabschnitt 16 ist so ausgebildet, dass er in
einer Projektion in der axialen Richtung 17 mit dem Ende 18 des
Heizleiters 3 fluchtet. Dies hat den Vorteil, dass die
durchzuführende Bewegung des Endes 18 zum Anschlusskontakt 4 so einfach
ist, dass sie automatisiert durchgeführt werden kann. Da
für das oben beschriebene automatisierte Verbinden von
Heizleiter 3 und Anschlusskontakt 4 relativ wenig
Freiraum an der Heizwendelanordnung 1 erforderlich ist,
kann der Heizwendelabschnitt 7 relativ groß ausgebildet
werden, wie in 6 dargestellt ist. Eine axiale
Gesamtlänge 19 des Stützelements 2 ist,
wie in 6 dargestellt, zu etwa 80% von dem Heizwendelabschnitt 7,
der eine axiale Länge 20 aufweist, eingenommen.
Jeweils seitlich vom Heizwendelabschnitt 7 befinden sich
Anschlussabschnitte 21, die etwa gleich groß sind.
Bei der beispielhaft darstellten Ausführungsform der 1 bis 6 beträgt
die axiale Länge 22 jedes Anschlussabschnitts 21 das
etwa Drei- bis Vierfache der Steigung 8, etwa 8 bis 10
mm. Je kleiner diese Länge 22, also der axiale
Abstand 22 des Heizwendelabschnitts 7 zum axialen
Ende des Stützelements 2, umso besser für
die Wärmeverteilung im Betrieb.
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Die
Heizwendelanordnung 1 erwärmt im Betrieb einen
in einer Strömungsrichtung S strömenden Gasstoffstrom.
In den Anschlussabschnitten 21 ist die Wärmeübertragung
der erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung im Betrieb
geringer, da der Heizleiter 3 im Anschlussabschnitt 21 mit
einer vergrößerten Steigung 8' gegenüber
dem Heizwendelabschnitt 7 verläuft. Die Steigung 8' ist
größer als die Steigung 8 im Heizwendelabschnitt 7,
weil die Enden 18 des Heizleiters 3, wie oben
beschrieben, nach dem Aufwickeln zur Verbindungsstelle 15 am
Verbindungsabschnitt 16 bewegt worden sind und am Anschlusskontakt 4 aufliegen.
Folglich ist es vorteilhaft, dass die Anschlussabschnitte 21 der
erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung 1 relativ
klein sind.
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Ebenfalls
vorteilhaft ist es, dass ein Abstand 22', jeweils vom axialen
Ende des Stützelements 2 zur nächstgelegenen,
in axialer Richtung äußersten Passierstelle 31 besonders
gering ist. Der Heizleiter 3 passiert im Bereich der Passierstellen 31 das
Stützelement 2 in der Strömungsrichtung
S. Bei der erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung
ist der Abstand 22' kleiner als die Breite B des Stützelements. Bei
der beispielhaften Ausführungsform in 1 ist der
Abstand 22' insbesondere kleiner als die halbe Breite B,
d. h. kleiner als 5 mm. Dabei ist das Verhältnis zwischen
der Breite B und dem axialen Abstand 22' größer
oder gleich drei.
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Der
geringe axiale Abstand 22', also der besonders weit nach
außen gewickelte Heizwendel 9 hat den Vorteil,
dass die Gesamtoberfläche des Heizwendels vergrößert
ist, wodurch sich die spezifische Oberflächenbelastung
des Heizdrahtes bei gleicher Leistung verringert und eine größere
elektrische Sicherheit bietet. Außerdem ist die Wärmeverteilung gegenüber
einem weniger breit gewickelten Heizwendel verbessert.
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Wie
in 1 dargestellt, verläuft der Heizleiter 3 im
Anschlussabschnitt 21 durch die Aussparung 5 des
Stützelementes 2 und ist vom Stützelement 2 beabstandet.
Durch die Aussparung 5 wird das Ende 18 des Heizleiters 3 bei
der automatisierten Bewegung zum Anschlusskontakt 4 nicht
vom Stützelement 2 zurückgehalten.
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7 zeigt
einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Heizwendelanordnung 1 in
einer weiteren Ausführungsform. Der Ausschnitt in 7 zeigt
die Heizwendelanordnung 1 im Bereich des Heizwendelabschnitts 7.
Im Unterschied zu der Ausführungsform der 1 bis 6 ist
der Heizleiter 3 bei der Ausführungsform in 7 am
Innendurchmesser d mit einer Rif felung 23 versehen. Die
Riffelung 23 wurde vor dem Aufwickeln des Flachdrahts zum
Heizwendel 9 vorverformt. Die Riffelung ist eine plastische Verformung
des Heizleiters 3 zu vielen wellenförmigen Bögen.
Durch diese Vorverformung und die daraus resultierende Schwächung
des Flachdrahtes entsteht beim Aufwickeln eine Soll-Verformung am Innendurchmesser
durch eine Verformung der Riffelung. Durch diese Konzentration der
Verformung auf den Innendurchmesserbereich verringert sich eine plastische
Verformung am Außendurchmesser des Heizwendels 9,
wodurch die Gefahr einer Rissbildung am Außendurchmesser
reduziert wird. Zusätzlich ist die Heizwendelanordnung 1 dieser
Ausführungsform unanffällig für Vibrationen,
weil der Heizleiter 3 besonders stabil an dem Stützelement 2 fixiert ist.
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8 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Heizbaugruppe 24, die beispielsweise in einen Wäschetrockner
zum Beheizen eines Heißluftstroms 30 eingebaut
wird. Dabei ist die Heizwendelanordnung so eingebaut, dass die Strömungsrichtung
S parallel zur Stützebene E verläuft damit das
Stützelement 2 einen möglichst geringen
Strömungswiderstand bildet. Für den gleichen Zweck
ist die Seitenfläche 32 des Stützelements
möglichst klein ausgebildet. Die Heizbaugruppe 24 umfasst
beispielsweise ein als Blechrahmen ausgebildetes Haltemittel 25,
das in der Strömungsrichtung S in eingebautem Zustand in
dem Wäschetrockner vom Heißluftstrom 30 durchströmt
wird. In der Strömungsrichtung S ist das Haltemittel 25 offen und
quer zur Strömungsrichtung S ist es geschlossen ausgebildet.
Innerhalb des beispielhaften Haltemittels 25 in 8 sind
zwei Heizwendelanordnungen 1 quer zur Strömungsrichtung
S angeordnet. Zur Befestigung ist ein Kontaktstift 26 durch
entsprechende Öffnungen 27 im Haltemittel 25 hindurchgesteckt. Zum
elektrischen Verbinden mit einer Energiequelle sind die Kontaktstifte 26 außerhalb
vom Haltemittel 25 mit einer Anschlussleitung 28 elektrisch
leitend verbunden. Im Betrieb der Heizbaugruppe 24 wird elektrische
Energie über die Anschlussleitungen 28 durch die
Heizleiter 3 der Heizwendelanordnungen 1 hindurchgeleitet.
Die elektrische Energie wird durch die Heizwendelanordnung 1 in
Wärmeenergie umgewandelt, die an den vorbeiströmenden
Luftstrom 30 abgegeben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 2615013
C3 [0003, 0003]
- - DE 1403557 [0004]
- - EP 0995830 A2 [0004]
- - FR 1318547 [0004]