DE102009005481B3 - Connecting element for heating coil for tubular heater and production method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein den Anschluss einer Glüh- bzw. Heizwendel in einer Heizvorrichtung. Die Erfindung betrifft im Besonderen ein neuartiges Verbindungselement zum Verbinden der Glüh- bzw. Heizwendel an einer Anschlussbaugruppe eines Rohrheizkörpers ohne einen Schweiß- oder Lötvorgang zu erfordern.The The present invention generally relates to the connection of an annealing or Heating coil in a heating device. In particular, the invention relates to a new connection element for connecting the annealing or Heating coil on a connection assembly of a tubular heater without a welding or soldering to require.
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Aus
der
Auch
aus der
Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
Die
Heizwendel
An
den kegelförmigen
Abschnitt
Am
rechten stirnseitigen Ende
Der
Anschlussbolzen
Unter einer kraftschlüssigen Verbindung wird hier eine solche verstanden, die durch die Anwendung von Druck entsteht, der durch eine geeignete Vorspannung erzeugt werden kann, z. B. Druckkräfte oder Reibungskräfte, wobei der Zusammenhalt der mittels der kraftschlüssigen Verbindung verbunden Teile allein mittels dieser Kräfte gewährleistet wird. Typischerweise treten zu übertragende Kräfte bei einer rein kraftschlüssigen Verbindung tangential zu den beteiligten Flächen der Verbindungspartner auf.Under a non-positive Connection is understood here as such, by the application created by pressure generated by a suitable bias can be, for. B. compressive forces or Frictional forces, wherein the cohesion of the connected by means of the frictional connection parts solely by means of these forces guaranteed becomes. Typically occur to be transferred personnel in a purely non-positive Connection tangential to the involved surfaces of the connection partners on.
Demnach
können
bei der bekannten Verbindung zwischen der Heizwendel
Daher wird bei der bekannten Heizvorrichtung der Anschlussbolzen bevorzugt aus Messing oder einem anderen warmfesten Material hergestellt und die Heizwendel zusätzlich materialschlüssig am Anschlussbolzen festgelegt.Therefore In the known heating device, the connecting bolt is preferred Made of brass or other heat resistant material and the heating coil in addition material fit fixed to the connecting bolt.
Unter einer materialschlüssigen bzw. stoffschlüssigen Verbindung seien hier Verbindungen verstanden, bei denen die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden, im vorliegenden Fall kann eine materialschlüssige Verbindung zwischen Heizwendel und Anschlussbolzen mittels des Schweißpunktes oder durch Hartlöten oder Hochtemperaturlöten hergestellt werden. Eine derartige Verbindung kann nur noch durch Zerstörung der Verbindung getrennt werden, ist jedoch hinsichtlich ihrer Herstellung aufwendig, insbesondere zeitintensiv und erfordert vor allem eine laufende Qualitätsprüfung im Herstellungsprozess, um Ausschuss zu vermeiden.Under a material-locking or cohesive Compound compounds are understood here, in which the connection partners by atomic or molecular forces held together, in the present case, a material connection between heating coil and connecting bolt by means of the welding point or by brazing or high temperature soldering getting produced. Such a connection can only by destruction the compound are separated, however, in terms of their preparation consuming, especially time-consuming and above all requires one ongoing quality control in Manufacturing process to avoid rejects.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Verbindung zwischen der Heizwendel und der Anschlussbaugruppe sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbindung vorzuschlagen, welche die notwendigen mechanischen sowie elektrischen Eigenschaften aufweist und ohne zusätzliche materialschlüssige Verbindungsmaßnahmen auskommt.It It is an object of the present invention to provide a new compound between the heating coil and the terminal assembly and a corresponding To propose methods of making such a compound, which have the necessary mechanical and electrical properties has and without additional material positive connecting measures gets along.
Die vorstehende Aufgabe wird durch ein Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Heizvorrichtung mit einem solchen Verbindungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. In den sich jeweils anschließenden Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen hierzu.The The above object is achieved by a connecting element with the features of claim 1 and by a heating device with such a connecting element solved with the features of claim 13. In each of the subsequent subclaims advantageous embodiments or developments for this purpose.
Ein
erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verbindungselement, insbesondere
in einer Heizvorrichtung, insbesondere für Haushaltsgeräte, zum
Erhitzen eines Fluides, zum Verbinden einer Heizwendel mit eine
Anschlussbaugruppe der Heizvorrichtung. Das erfindungsgemäße Verbindungselement weist
im Wesentlichen folgende Merkmale auf:
An einem ersten Anschlussende
ein Halteelement zum elektrischen Verbinden mit und zum Halten,
insbesondere eines Verbindungsendes der Heizwendel, mindestens ein
Fixierelement zum, insbesondere formschlüssigen, Fixieren der Heizwendel
an bzw. auf dem Halteelement. Das mindestens eine Fixierelement
ist so ausgestaltet, dass es durch plastische Verformung bzw. plastisches
Umformen bei der Herstellung der Verbindung mit dem Verbindungsende der
Heizwendel dieses an bzw. auf dem Halteelement form schlüssig fixieren
und gleichzeitig zwischen diesen Verbindungspartnern einen zuverlässig elektrischen
Strom leitendenden Kontakt herstellen kann.A first aspect of the invention relates to a connecting element, in particular in a heating device, in particular for household appliances, for heating a fluid, for connecting a heating coil to a connection assembly of the heating device. The connecting element according to the invention essentially has the following features:
At a first connection end a holding element for electrically connecting to and holding, in particular a connecting end of the heating coil, at least one fixing element for, in particular positive, fixing the heating coil on or on the holding element. The at least one fixing element is designed so that it can be positively fixed by plastic deformation or plastic deformation in the preparation of the connection with the connecting end of the heating coil on or on the holding element and simultaneously make a reliable electrical current conductive contact between these connection partners ,
In bevorzugten Ausführungen besitzt das Verbindungselement ein zweites Anschlussende zum Verbinden mit einem Bauteil der Anschlussbaugruppe. Hierfür kann am zweiten Anschlussende mindestens ein Klemmelement vorgesehen sein, welches, insbesondere durch plastisches Verformen, an die Form eines Bauteils der Anschlussbaugruppe derart mit Vorspannung angepasst ist, sodass dieses zweite Anschlussende beim Zusammenfügen, insbesondere durch Zusammenstecken, mit dem Bauteil der Anschlussbaugruppe kraftschlüssig sowie elektrisch leitend verbindbar ist.In preferred embodiments the connection element has a second connection end for connection with a component of the connection module. For this purpose, at least at the second connection end a clamping element may be provided which, in particular by plastic Deforming, to the shape of a component of the terminal assembly such is adjusted with bias, so this second connection end when joining, especially by mating, with the component of the terminal assembly force fit and electrically conductive is connected.
Um ein Lösen dieser Verbindung auszuschließen, können in dem Klemmelement Ausklinkungen und/oder Vertiefungen vorgesehen sein, in die entsprechende Vorsprünge bzw. Rastelemente, die entsprechend am Bauteil der Anschlussbaugruppe vorgesehen sind, beim Verbinden eingreifen können, sodass neben der bereits genannten kraftschlüssigen zusätzlich auch eine formschlüssige Verbindung hergestellt werden kann.To exclude a release of this connection, notches and / or recesses may be provided in the clamping element, can engage in the corresponding projections or locking elements, which are provided on the component of the terminal assembly when connecting, so that in addition to the already mentioned non-positive in addition to a positive locking Bond can be produced.
Zur Klarstellung sei angemerkt, dass hier unter einer formschlüssigen Verbindung verstanden werden soll, dass die Verbindung durch ein Ineinandergreifen der zwei Verbindungspartnern, entsteht, wobei Kräfte, die durch Betriebsbelastung verursacht werden, im Wesentlichen normal, d. h. rechtwinklig zu den Flächen der beiden Verbindungspartnern übertragen werden können. Bei einer derartig mechanischen Verbindung können sich die Verbindungspartner auch ohne oder bei unterbrochener Kraftübertragung nicht lösen. Des weitern entstehen durch die Normalkräfte in den Verbindungspunkten keine verschiebenden Querkräfte.to Clarification should be noted that here under a positive connection should be understood that the connection by a mesh of the two connection partners, arises, with forces caused by operational load caused to be substantially normal, d. H. at right angles to the surfaces transferred to the two liaison partners can be. With such a mechanical connection, the connection partners can even without or with interrupted power transmission does not solve. Of Furthermore, no forces are created by the normal forces in the connection points shifting lateral forces.
In bestimmten Ausführungen des Verbindungselements ist ein Wärmeleitmittel, insbesondere einer Wärmeleitzunge oder einem Wärmeleitkonus zusätzlich am Halteelement vorgesehen. Das Wärmeleitmittel ist derart ausgestaltet, dass es im montierten Zustand mit einer vorbestimmten Länge im Wesentlichen konzentrisch in eine verbundene Heizwendel hineinragt, um von der Heizwendel Wärme zu dem Verbindungselement und somit zu der sich am zweiten Anschlussende bevorzugt angeschlossenen thermischen Überlastsicherung zu leiten, um ein zuverlässiges, insbesondere schnelles Ansprechen der Überlastsicherung sicher zu stelle. In bestimmten Ausführungen des Verbindungselements kann dieses Wärmeleitmittel auch bei der Herstellung der Verbindung mit der Heizwendel als eine „Fädelhilfe” dienen. Die Zweitfunktion „Fädelhilfe” erleichtert die, insbesondere automatisierte, Herstellung der Verbindung mit der Heizwendel, indem das Ende der Heizwendel durch die Fädelhilfe derart geführt wird, dass die Heizwendel, insbesondere das Verbindungsende der Heizwendel, eine vorbestimmte Lage zum Halteelement einnimmt, um so mit dem Halteelement in einen vorbestimmten Eingriff zu gelangen.In certain designs the connecting element is a heat conducting, in particular a Wärmeleitzunge or a Wärmeleitkonus additionally on Holding element provided. The heat transfer fluid is configured such that it in the mounted state with a predetermined length essentially concentrically protruding into a connected heating coil, to heat from the heating coil to the connecting element and thus to the second terminal end preferably to lead connected thermal overload protection, to be a reliable, in particular fast response of the overload protection safely Job. In certain versions of the connecting element, this heat conduction also in the Making the connection with the heating coil serve as a "threading aid". The second function "threading aid" facilitates the, in particular automated, production of the connection with the heating coil by the end of the heating coil through the Fädelhilfe so led is that the heating coil, in particular the connecting end of Heating coil, a predetermined position to the holding element occupies to get into a predetermined engagement with the holding element.
Das Halteelement des erfindungsgemäßen Verbindungselements weist einen im Wesentlichen ebenflächigen Wendelauflagebereich auf, in dem bzw. an dem sich ein Vorsprung befindet. Der im Wesentlichen parallel zum Wendelauflagebereich liegende Querschnitt des Vorsprungs besitzt in besonderen Ausführungen eine Form, welche an die Form des Innenquerschnitts des Verbindungsendes der Heizwendel angepasst ist bzw. dieser Form gleicht. D. h. die Form der Umfangfläche des Vorsprungs orientiert sich an der Form des Verbindungsendes der Heizwendel.The Retaining element of the connecting element according to the invention has a substantially planar coil support area on, in which or at which there is a projection. The essentially Cross-section of the projection lying parallel to the helical contact area owns in special designs a shape which matches the shape of the inner cross section of the connection end the heating coil is adapted or resembles this shape. Ie. the Shape of the peripheral surface of the projection is based on the shape of the connection end the heating coil.
Das Verbindungsende der Heizwendel kann in bestimmten Ausführungen der erfindungsgemäßen Verbindung eine Ausgestaltung aus der folgenden Gruppe aufweisen: eines Hakens, einer Öse, einer zylindrischen Windung oder einer Schlinge. Mit anderen Worten sind der Vorsprung des Halteelements und das Verbindungsende der Heizwendel derart aneinander angepasst, sodass zwischen diesen als Verbindungspartnern eine formschlüssige Verbindung ähnlich der Verbindung zwischen einem Haken und einer Öse bzw. einer Schlinge und einem Pfosten hergestellt werden kann.The Connecting end of the heating coil can in certain versions the compound of the invention an embodiment of the following group: a hook, an eyelet, a cylindrical winding or a loop. In other words are the projection of the holding element and the connecting end of the Heating coil adapted to each other so that between them as Connection partners a positive connection similar to the Connection between a hook and an eye or a sling and a post can be made.
Der Vorsprung am Wendelauflagebereich kann als ein umlaufender, hochgezogener Rand im Wendelauflagebereich durch Umformen, insbesondere als Rand eines Topfes durch Tiefziehen oder dergleichen oder alternativ als rohrförmiger, insbesondere ringförmiger, Rand an einem Durchgangsloch durch Stanzen und/oder Dornen oder dergleichen hergestellt sein.Of the Projection at the coil support area can be as a circumferential, raised Edge in Wendelauflagebereich by forming, especially as an edge a pot by deep drawing or the like or alternatively as tubular, in particular ring-shaped, Edge at a through hole by punching and / or thorns or be made of the same.
Bei einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist der Vorsprung durch einen an einem im Wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch im Wendelauflagebereich tiefgezogenen Rand gebildet. Bei einer zweiten Ausführung des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist der Vorsprung durch einen an einem im Wesentlichen kreisrunden Durchgangsloch im Wendelauflagebereich, insbesondere durch Nieten, eingefügtes Materialstück, beispielsweise einen Bolzen oder ein Drahtstück gebildet.at a first embodiment of the connecting element according to the invention is the projection through a at a substantially circular through hole formed in the helical contact area deep-drawn edge. At a second Execution of the inventive connecting element is the projection through one at a substantially circular Through hole in the coil support area, in particular by riveting, inserted piece of material, for example a bolt or a piece of wire educated.
An dieser Stelle sei angemerkt, dass in bestimmten Ausführungen der Vorsprung so ausgestaltet sein kann, diesen ebenfalls durch plastische Verformung bzw. plastisches Umformen bei der Herstellung der Verbindung mit dem Verbindungsende der Heizwendel dieses nach Art eines Niets formschlüssig zu verpressen bzw. zu fixieren und dabei bereits zwischen Vorsprung und Wendelauflagebereich sowie dem Verbindungsende der Heizwendel einen zuverlässig elektrischen Strom leitendenden Kontakt herstellen kann.At It should be noted that in certain embodiments the projection can be configured, this also by plastic deformation or plastic deformation during manufacture the connection with the connection end of the heating coil this after Type of rivet form-fitting to press or fix and thereby already between projection and Wendelauflagebereich and the connecting end of the heating coil a reliable electrical current can make conductive contact.
Bei der zweiten Ausführung des Verbindungselements kann der Wendelauflagebereich derart gegenüber dem zweiten Anschlussende im Wesentlichen rechtwinklig abgewinkelt bzw. abgekantet sein, sodass der Vorsprung im Wesentlichen in axialer Richtung des Verbindungselements, insbesondere in Richtung der Fortsetzung der durch den radialen Querschnitt des Klemmelements laufenden axialen Mittellängslinie, vom zweiten Anschlussende weg orientiert ausgerichtet ist.at the second embodiment of the connecting element, the helical contact area in such a manner relative to the second terminal end substantially at right angles angled or be bent, so that the projection substantially in axial Direction of the connecting element, in particular in the direction of the continuation the axial center longitudinal line running through the radial cross section of the clamping element, oriented from the second terminal end oriented.
Für eine radial konzentrische Ausrichtung des Bauteils der Anschlussbaugruppe und der Heizwendel kann idealerweise zwischen dem ersten und zweiten Anschlussende des Verbindungselements ein Versatzabschnitt vorgesehen sein. Der Versatzabschnitt ist derart geformt, dass eine Mittellängsachse einer mit dem Halteelement verbundenen Heizwendel und eine Mittellängsachse eines am zweiten Anschlussende mit dem Klemmelement verbundenen Bauteils der Anschlussbaugruppe aufeinander ausgerichtet sind. Mit anderen Worten der Versatzabschnitt ist bevorzugt so geformt, dass eine Mittellängslinie einer mit dem Halteelement in Eingriff gebrachten Heizwendel im Wesentlichen mit einer virtuellen Achse zusammenfällt, die der Fortsetzung der axialen durch den Querschnitt des mit dem Klemmelement kontaktierten Bauteils einer Anschlussbaugruppe laufenden Mittellängslinie entspricht.For a radially concentric alignment of the component of the connection module and of the heating coil, an offset section can ideally be provided between the first and second connection ends of the connection element. The offset portion is shaped such that a central longitudinal axis of a heating coil connected to the holding element and a central longitudinal axis of the second terminal end connected to the clamping element component of the terminal assembly are aligned. In other words, the offset section is preferably shaped so that a central longitudinal line of a heating coil brought into engagement with the holding element essentially coincides with a virtual axis corresponding to the continuation of the axial center line passing through the cross section of the component contacted by the clamping element.
Um eine unbeabsichtigte Verformung des Versatzabschnitts, insbesondere bei der Montage der Einheit aus Heizwendel und Anschlussbaugruppen in ein Mantelrohr zu verhindern, kann im Versatzabschnitt eine, insbesondere mittels wenigstens einer Kerbung erzeugten, Materialversteifung vorgesehen sein.Around an unintended deformation of the offset section, in particular during installation of the unit consisting of heating coil and connection assemblies into a jacket tube, in the offset section one, in particular produced by means of at least one notch, material stiffening be provided.
Das mindestens eine Fixierelement an dem Halteelement ist bevorzugt in Form wenigstens eines laschenartigen Abschnitts, der sich an den Wendelauflagebereich anschließt, ausgestaltet. Das mindestens eine Fixierelement ist weiter so gestaltet, dass es durch plastisches Verformen derart umformbar ist, um ein um den Vorsprung gelegtes Verbindungsende der Heizwendel an bzw. auf dem Vorsprung des Halteelements neben kraftschlüssig auch formschlüssig zu fixieren und gleichzeitig mit diesem den elektrischen Strom gut leitend, d. h. im besten Fall ohne Übergangswiderstand, zu kontaktieren.The at least one fixing element on the retaining element is preferred in the form of at least one tab-like portion that abuts connects the coil support area, designed. That at least a fixing element is further designed so that it by plastic Deforming is so deformable to a laid around the projection Connecting end of the heating coil on or on the projection of the holding element in addition to non-positive also form-fitting to fix and at the same time with this the electric current well conductive, d. H. in the best case without contact resistance, to contact.
Hinsichtlich der Herstellung des Verbindungselements sei angemerkt, dass ein Ausgangselement hierfür besonders vorteilhaft aus einem Blech, besonders bevorzugt aus Kupfer, durch Ausstanzen hergestellt werden kann. D. h., eine Zwischenform des Verbin dungselements ist ein aus einem Blech ausgestanztes Halbzeug. In einer ersten Ausführung ist das Verbindungselement im Wesentlichen aus nur einem einzigen Blechstück, d. h. einstückig, herstellbar, in der vorstehend beschriebenen alternativen zweiten Ausführung ist als ein weiterer Bestandteil für das Verbindungselement der Vorsprung als zusätzliches Teil hinzugefügt bzw. angesetzt.Regarding the manufacture of the connecting element should be noted that a Starting element for this particularly advantageous from a sheet, particularly preferably made of copper, can be made by punching. That is, an intermediate form of the Connec tion elements is a punched out of a sheet semifinished product. In a first embodiment is the connecting element substantially from only a single piece of sheet metal, d. H. integrally, produced, in the alternative second described above execution is as another component of the fastener of the Advantage as additional Part added or set.
Die Erfindung betrifft auch eine Heizvorrichtung, insbesondere einen Rohrheizkörper, mit einem Mantelrohr, wenigstens einer im Inneren des Mantelrohrs angeordneten Heizwendel aus einem elektrischen Widerstandsheizdraht, der in einer elektrisch isolierenden, Wärme leitenden Isoliermasse im Mantelrohr eingebettet ist, mindestens einer Anschlussbaugruppe, die im Inneren des Mantelrohres angeordnet ist und ein zur Verbindung der Heizwendel mit einer außerhalb des Mantelrohrs befindlichen elektrischen Energiequelle aus dem Mantelrohr nach außen geführte Anschlussende, und wenigstens eine im Bereich der Öffnung des Mantelrohrs angeordnete, bevorzugt integrale, Halteeinrichtung. Schließlich ist die Anschlussbaugruppe mittels eines erfindungsgemäßen Verbindungselements mit der Heizwendel verbunden.The The invention also relates to a heating device, in particular a Tans, with a jacket tube, at least one inside the jacket tube arranged heating coil of an electrical resistance heating wire, in an electrically insulating, heat-conducting insulating embedded in the jacket tube, at least one connection assembly, which is arranged in the interior of the jacket tube and a for connection the heating coil with an outside of the jacket tube located electrical energy source from the Jacket tube to the outside guided Connecting end, and at least one in the region of the opening of the Jacket tube arranged, preferably integral, holding device. Finally is the connection assembly by means of a connecting element according to the invention connected to the heating coil.
Die Anschlussbaugruppen der Heizvorrichtung enthalten in bevorzugten Ausführungen mindestens eine, insbesondere thermische, Überlastsicherung, d. h. bevorzugt handelt es sich um eine Übertemperatursicherung, die bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur anspricht. Diese vorbestimmte Temperatur ist insbesondere eine für den Weiterbetrieb der Heizvorrichtung kritische Temperatur, die auf einen abnormalen Betriebszustand der Heizvorrichtung hindeutet.The Connection assemblies of the heater included in preferred versions at least one, in particular thermal, overload protection, d. H. prefers it is an overtemperature protection, which responds when reaching a predetermined temperature. These predetermined temperature is in particular one for the continued operation of the heater critical temperature, which indicates an abnormal operating condition of the Heating device indicates.
Die erfindungsgemäße integrale Halteeinrichtung ist so ausgestaltet, dass sie die Bauteile der Anschlussbaugruppe formschlüssig aufnehmen und deren exakte Anordnung innerhalb des Mantelrohrs sicherstellen kann. Neben einer leichteren Montage der Einheit aus Heizwendel und Anschlussbaugruppen in ein Mantelrohr bringt die erfindungsgemäße integrale Halteeinrichtung weitere Vorteile mit.The integral according to the invention Holding device is designed so that they are the components of the connection module form-fitting record and ensure their exact location within the casing can. In addition to an easier installation of the unit of heating coil and connection assemblies in a jacket tube brings the integral according to the invention Holding device with more advantages.
Durch die formschlüssige Aufnahme der Bauteile der Anschlussbaugruppe werden die mechanischen Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen der Anschlussbaugruppe von Zugkräften entlastet. Da die einzelnen Bestandteile der Anschlussbaugruppe, d. h. der Anschlussbolzen, ggf. die thermische Überlastsicherung sowie das erfindungsgemäßes Verbindungselement verschiedene Formen aufweisen, werde durch die formschlüssige Aufnahme bzw. Einfügung der Bauteile der Anschlussbaugruppe in die, bevorzugt integrale, Halteeinrichtung am Verbindungselement bzw. am Anschlussbolzen eingeleitete Kräfte über die Halteeinrichtung direkt in das Mantelrohr eingeleitet. Somit müssen die sowohl mechanischen als auch elektrischen Verbindungen zwischen Verbindungselement und Überlastsicherung sowie zwischen Überlastsicherung und Anschlussbolzen keine Kräfte übertragen, wodurch das Risiko eines Ausfalls dieser Verbindungen deutlich reduziert wird.By the form-fitting Receiving the components of the connection board are the mechanical Connections between the individual components of the connection module relieved of tensile forces. Because the individual components of the connector assembly, i. H. of the Connecting bolt, if necessary, the thermal overload protection and the inventive connecting element have different shapes, going through the positive recording or insertion components of the terminal assembly into the, preferably integral, Holding device on the connecting element or on the connecting bolt initiated Forces over the Holding device introduced directly into the jacket tube. Thus, the both mechanical and electrical connections between connecting element and overload protection as well as between overload protection and connecting bolts do not transmit forces, which significantly reduces the risk of failure of these compounds becomes.
Weiter kann über das Material der Halteeinrichtung sowie dessen Form der thermische Übergangswiderstand zwischen der Überlastsicherung in der Anschlussbaugruppe und dem Mantelrohr eingestellt werden, wodurch das Ansprechverhalten der Überlastsicherung besser eingestellt werden kann. Der angesprochen thermische Übergangswiderstand setzt sich dabei aus dem Verhältnis von Material der Halteeinrichtung zur Isolationsmasse, die sich zwischen Mantelrohr und Überlastsicherung befinden zusammen und ist daher gut bestimmbar. Im Betrieb wird die Überlastsicherung im Wesentlichen mit Wärme beaufschlagt, die sich von der Heizwendel über das Verbindungselement zur Überlastsicherung geleitet wird. Daher ist auch Kupfer als hervorragender Wärmeleiter aufgrund dieser Überlegungen besonders als Material für das Verbindungselement geeignet. Des Weiteren ist gerade die Ausgestaltung des zweiten Anschlussendes des erfindungsgemäßen Verbindungselements für den Aspekt der Wärmeleitung und Wärmeübertragung gegenüber der bekannten Verbindung von besonderem Vorteil.Next can be adjusted on the material of the holding device and its shape, the thermal contact resistance between the overload protection in the terminal assembly and the jacket tube, whereby the response of the overload protection can be better adjusted. The addressed thermal contact resistance consists in this case of the ratio of material of the holding device to the insulating material, which are located between the jacket tube and overload protection together and is therefore easily determinable. In operation, the overload protection is essentially subjected to heat, which is passed from the heating coil via the connecting element to the overload protection. Therefore, copper is also excellent Heat conductor suitable due to these considerations, especially as a material for the connecting element. Furthermore, the configuration of the second connection end of the connecting element according to the invention for the aspect of heat conduction and heat transfer in particular in relation to the known connection is of particular advantage.
Die integrale Halteeinrichtung weist hierzu, insbesondere im Bereich der Überlastsicherung, Ausnehmungen auf, sodass die Überlastsicherung zumindest teilweise zwischen dem Mantelrohr derart von der Isoliermasse umgeben ist, dass über die Isoliermasse eine vorbestimmte Wärmemenge pro Zeiteinheit von der Überlastsicherung an das Mantelrohr abgeführt werden kann, die im Wesentlichen einer Wärmemenge entspricht, die im ordnungsgemäßen Betrieb der Heizvorrichtung über das zweiten Anschlussende des Verbindungselements der Überlastsicherung zugeführt wird. Damit kann das Ansprechverhalten der Überlastsicherung besonders genau eingestellt werden.The integral holding device has for this purpose, in particular in the area the overload protection, recesses on, so that the overload protection at least partially surrounded between the casing tube of the insulating is that over the insulating mass a predetermined amount of heat per unit time of the overload protection discharged to the jacket tube which essentially corresponds to a quantity of heat that is in the proper operation the heater over the second connection end of the connecting element of the overload protection supplied becomes. Thus, the response of the overload protection can be particularly be set exactly.
Zur Festlegung der Anschlussbaugruppen im Mantelrohr, kann dieses im Bereich der Anschlussbaugruppe, insbesondere in einem Bereich der Halteeinrichtung, in dem sich nicht die Überlastsicherung befindet, bevorzugt im Bereich der Halteeinrichtung, in dem der Anschlussbolzen verläuft, durch einen Quetsch- oder Pressvorgang eingekerbt, d. h. punktuell oder entlang einer Linie der Innendurchmesser des Mantelrohres verringert werden.to Determining the connection assemblies in the jacket tube, this can in Area of the terminal assembly, in particular in a range of Holding device in which the overload protection is not located, preferably in the region of the holding device in which the connecting bolt runs through notched a crushing or pressing operation, d. H. punctually or along a line reduces the inner diameter of the jacket tube become.
Das Verbindungsende der Heizwendel besitzt zum Verbinden an einem Verbindungselement gemäß der ersten Ausführung die Form eines Hakens, einer Öse oder einer Schlinge, wobei der Innenquerschnitt dieser Form im Wesentlichen dem Außenquer schnitt des Vorsprungs an dem Halteelement des Verbindungselements entspricht. In einer bestimmten Ausführung ist das Anschlussende der Heizwendel, insbesondere durch Umformung des die Heizwendel bildenden elektrischen Widerstands-Heizdrahts, so ausgestaltet, dass das haken-, ösen- oder schlingenförmig ausgeführte Anschlussende der Heizwendel aufgespannte Ebene im Wesentlichen senkrecht zur vom Querschnitt einer Windung der Heizwendel aufgespannten Ebene liegt.The Connecting end of the heating coil has to connect to a connecting element according to the first execution the shape of a hook, an eyelet or a loop, wherein the inner cross section of this shape substantially the outer cross section corresponds to the projection on the holding element of the connecting element. In a specific execution is the terminal end of the heating coil, in particular by forming the heating coil forming electrical resistance heating wire, designed such that the hooked, looped or loop-shaped connection end the heating coil spanned plane substantially perpendicular to From the cross section of a turn of the heating coil spanned plane lies.
Hingegen
ist das Verbindungsende der Heizwendel zum Verbinden an einem Verbindungselement
gemäß der zweiten
Ausführung
gegenüber der
bekannten in der
Da eine Heizvorrichtung gemäß der Erfindung ohne Kristallisationsglühen hergestellt werden kann, ist es möglich als Isoliermasse eine silikonisierte Isoliermasse, insbesondere silikonisiertes Magnesiumoxid, zur Anwendung gelangen. Da silikonisiertes Magnesiumoxid hydrophob ist, kann eine aufwendige hermetische Versiegelung der Heizeinrichtung entfallen. Natürlich kann die Isoliermasse auch herkömmliches Magnesiumoxid sein, wobei die Heizvorrichtung dann nach Außen mit beispielsweise einer thermoplastisch Verschlussperle, die das Mantelrohr mediumsdicht abschließt, abgedichtet ist.There a heating device according to the invention without crystallization annealing can be made, it is possible as insulating one siliconized insulating compound, in particular siliconized magnesium oxide, to apply. Because siliconized magnesium oxide is hydrophobic is, a complex hermetic sealing of the heater can be omitted. Naturally the insulating compound can also conventional Magnesium oxide, the heater then with the outside for example, a thermoplastic closure bead, the medium-tight jacket tube closes, is sealed.
Bei der vorstehend beschriebenen Heizvorrichtung kann während der Montage der Heizvorrichtung die gesamte vormontierte Einheit bestehend aus der Heizwendel, die an ihren jeweiligen Enden jeweils mit einer Anschlussbaugruppe verbunden ist, wobei eine Anschlussbaugruppe wiederum aus dem einerseits mittels des erfindungsgemäßen Verbindungselements mit der Heizwendel und andererseits mit der thermischen Überlastsicherung verbundenen Anschlussbolzen, der thermischen Überlastsicherung selbst und der Halteeinrichtung, in welche die Bestandteilen der Anschlussbaugruppe formschlüssig eingesetzt sind, vor dem Einfüllen der Isoliermasse in das Mantelrohr eingefügt werden.at The heating device described above may during the Mounting the heater consists of the entire preassembled unit consisting of the heating coil, which at their respective ends in each case with a Terminal assembly is connected, wherein a terminal assembly again from the one hand by means of the connecting element according to the invention with the heating coil and on the other hand with the thermal overload protection connected connection pin, the thermal overload protection itself and the holding device, in which the components of the connection assembly form-fitting are used before filling the insulating material are inserted into the jacket tube.
Insbesondere durch die Ausgestaltung der die jeweilige Anschlussbaugruppe aufnehmenden integralen Halteeinrichtung an ihrer Außenseite mit wenigstens einem sich über die gesamte axiale Länge der Halteeinrichtung sich erstreckenden Füllschlitz, besteht die Möglichkeit, über diesen wenigstens einen Füllschlitz die Isoliermasse in das derart vorbestückte Mantelrohr einzufüllen. Wenn die Halteeinrichtung an ihrer Außenseite mehrere, vorzugsweise in Umfangsrichtung in gleichmäßiger Teilung verteilte Füllschlitze aufweist, kann der Füllvorgang schneller durchgeführt werden.Especially by the configuration of the respective terminal assembly receiving integral holding device on its outside with at least one over the entire axial length of Holding device extending Füllschlitz, there is the possibility of this at least one filling slot to fill the insulating compound in the pre-assembled jacket pipe. If the holding device on its outside several, preferably in Circumferential direction in even division distributed fill slots can, the filling process performed faster become.
Es besteht auch die Möglichkeit, an einem stirnseitigen Ende der Heizvorrichtung bzw. des Mantelrohres die Halteeinrichtung ohne Füllschlitze bzw. zusätzlich eine sogenannte Verschlussperle vorzusehen, die keinen Füllschlitz aufweist. Folglich ist dieses Mantelrohrende dann dicht gegenüber einem Austreten der Isoliermasse aus dem Mantelrohr beim Befüllen durch das andere Mantelrohrende. Eine Halteeinrichtung mit wenigstens einem Füllschlitz ist dann an dem anderen stirnseitigen Ende des Mantelrohrs vorgesehen.It there is also the possibility at a front end of the heater or the jacket tube the holding device without filling slots or additionally to provide a so-called sealing bead, the no filling slot having. Consequently, this jacket tube end is then sealed against leakage the insulating material from the jacket tube when filling through the other jacket tube end. A holding device with at least one filling slot is then on the other provided at the front end of the casing tube.
Nachdem Einfüllen der Isoliermasse über die Füllschlitze in das Innere des Mantelrohres wird der wenigstens eine Füllschlitz verschlossen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass an der Halteeinrichtung benachbart zu einem Füllschlitz, an ihrer von dem Mantelrohrinneren wegweisenden Seite, mindestens eine verformbare Verschlussnase vorgesehen ist. Diese verformbare Verschlussnase kann nach dem Füllvorgang verformt werden, um den Füllschlitz mediumsdicht zuverschließen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die zumindest eine Verschlussnase der Halteeinrichtung aus einem thermisch verformbaren Kunststoff besteht, sodass mit einem Heißprägewerkzeug dieser Verschlussvorgang vorgenommen werden kann. Weist die Halteeinrichtung mehrere Füllschlitze auf, so ist entsprechend für jeden dieser Füllschlitze eine derartige Verschlussnase vorgesehen.After filling the insulating via the filling slots in the interior of the jacket tube, the at least one filling slot is closed. This can be done, for example, by providing at least one deformable closure nose on the holding device adjacent to a filling slot, on its side facing away from the casing tube interior. This deformable closure nose can be deformed after the filling process to close the filling slot medium-tight. This can for example be done by the at least one locking lug of the holding device from a thermally deformable plastic, so that with a hot stamping tool this closing process can be made. If the holding device has a plurality of filling slots, then such a closure nose is provided correspondingly for each of these filling slots.
Eine Alternative zum Verschließen des oder der Füllschlitze an der Halteeinrichtung besteht darin, dass sich an die Halteeinrichtung in Richtung der Außenseite des Mantelrohres, d. h. in Richtung der Mantelrohröffnung eine Abdichtperle anschließt, die das Mantelrohr mediumsdicht abschließt. Als weitere Alternative kann der wenigstens eine Füllschlitz an der Halteeinrichtung auch mittels Einspritzen eines Abdichtmittels wie eines Kunstharzes oder eines Kunststoffes erreicht werden.A Alternative to closing the filling slot (s) on the holding device is that to the holding device towards the outside of the jacket tube, d. H. in the direction of the jacket tube opening a Sealing bead connects, which closes the jacket tube medium-tight. As another alternative can the at least one filling slot on the holding device also by injecting a sealing agent as a synthetic resin or a plastic can be achieved.
Wie bereits erwähnt, kann bei der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung bereits ein Mantelrohr verwendet werden, das den gewünschten Enddurchmesser aufweist, der für entsprechende Flanschbaugruppen und dergleichen verwendet werden kann. Zur Verdichtung der Isoliermasse wird das Mantelrohr lediglich in Teilabschnitten bzw. über die gesamte axiale Länge einem Pressvorgang unterzogen, um die benötigte Verdichtung der Isoliermasse zu erreichen. Dieser Pressvorgang kann gleichzeitig mit einem Umformen des Mantelrohres bzw. danach erfolgen. In vorteilhafter Weise ist es nicht mehr notwendig, das Mantelrohr in seinem Durchmesser durch Walzen zu reduzieren, wodurch das anschließende Rekristallisationsglühen in Wegfall gelangt.As already mentioned, can in the heater according to the invention already a jacket tube can be used, the desired End diameter has, for corresponding flange assemblies and the like can be used can. For compression of the insulating the jacket tube is only in subsections or over the entire axial length subjected to a pressing operation to the required compaction of the insulating to reach. This pressing process can be done simultaneously with a forming of the jacket tube or done afterwards. In an advantageous way it no longer necessary to pass through the jacket tube in its diameter Rollers reduce, thereby eliminating the subsequent recrystallization annealing arrives.
Durch den Wegfall der Notwendigkeit, ein Rekristallisationsglühen vornehmen zu müssen, ergibt sich gerade die Möglichkeit, anstelle der bisher üblicherweise verwendeten Isoliermasse, nämlich Magnesiumoxid, ein silikonisiertes Magnesiumoxid sowie für die integrale Halteeinrichtung einen thermisch verformbaren Kunststoff zu verwenden. Auch kann eine Versiegelung bzw. Abdichtung des Rohrheizkörpers z. B. durch Duroplast (Kunstharz) entfallen.By the elimination of the need to make a recrystallization annealing to have to, the opportunity arises right now instead of the usual insulating compound used, namely magnesium oxide, a siliconized magnesium oxide and for the integral holding device to use a thermoformable plastic. Also can a seal or sealing of the tubular heater z. B. by thermoset (Resin) accounted for.
In diesem Zusammenhang sei angemerkt, dass es natürlich grundsätzlich weiter möglich ist, als Isoliermasse eine übliche Isoliermasse wie Magnesiumoxid zu verwenden und die Heizvorrichtung abschließend nach Außen mit einer thermoelastischen Verschlussperle oder Abdichtperle, die das Mantelrohr hermetisch, jedenfalls mediumsdicht bzw. fluiddicht, abschließt, abzudichten bzw. zu versiegeln. Dabei kann die Heizvorrichtung zusätzlich nach Außen mit einem Abdeckharz abgedichtet sein.In In this context, it should be noted that, of course, it continues in principle possible is, as an insulating material a usual Use insulating compound such as magnesium oxide and the heater finally outward with a thermoelastic closure bead or sealing bead, the the jacket tube is hermetic, in any case medium-tight or fluid-tight, closes, seal or seal. The heater can additionally after Outside be sealed with a covering resin.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung werden nachstehend in Verbindung mit den Zeichnungsfiguren erläutert. Die bei der Beschreibung des Ausführungsbeispiels verwendeten Begriffe „links”, „rechts”, „oben” und „unten” beziehen sich auf die Zeichnungsfiguren in einer Ausrichtung mit normalen lesbaren Bezugszeichen und Figurenbezeichnungen. Hierbei ist:Further advantageous embodiments and an embodiment of the heating device according to the invention will be explained below in conjunction with the drawing figures. The in the description of the embodiment used terms "left", "right", "top" and "bottom" refer to on the drawing figures in an orientation with normal readable Reference numerals and figure names. Here is:
Nun
mit Bezug auf die
Hinsichtlich
des zweiten Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemäßen Verbindungselements
Das
erste Anschlussende
Zwischen
dem ersten Anschlussende
An
einer Seite des Wendelauflagebereichs
An
einer der verbleibenden Seitenränder
des Wendelauflagebereichs
Das
zweite Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verbindungselements
Das
erste Anschlussende
Im
bzw. am Wendelauflagebereich
Das
den Vorsprung bildende Materialstück und der das Wärmeleitmittel
bildende Materialabschnitt sind bevorzugt einstückig hergestellt und beispielsweise
nach Art eines Niets, d. h. formschlüssig, in einem Loch (in
An
zwei, sich gegenüberliegenden,
Seitenränder
Nun
wird unter Bezug auf die
Bei
dem zu kontaktierenden Bauteil der Anschlussbaugruppe handelt es
sich bevorzugt um eine thermische Überlastsicherung
Die
beiden Klemmelemente
In
den in den Figuren gezeigten Ausführungen ist das zweite Anschlussende
Das
rohrandförmige
stirnseitige Ende
Im
Folgenden wird die Herstellung einer in den
Die
In
Der
Vorsprung
In
der
Die
In
der
In
der
Zu
den in den
Nun
wird Bezug auf
Das
Mantelrohr
Obwohl
nicht dargestellt, sei erwähnt,
dass das Mantelrohr
Im
Gegensatz zu Mantelrohren bekannter Heizvorrichtungen weist das
Mantelrohr
In
Wie
bereits erläutert
ist die Halteeinrichtung
Wie
ebenfalls bereits angesprochen sind in der integralen Halteeinrichtung
In
diesem Zusammenhang kann zusätzlich auch über das
Material der Halteeinrichtung
Der
vorstehend angesprochene thermische Übergangswiderstand setzt sich
dabei aus dem Verhältnis
von Material der Halteeinrichtung
Im
Betrieb wird die Übertemperatursicherung im
Wesentlichen mit Wärme
beaufschlagt, die sich von der Heizwendel
Schließlich sei
noch angemerkt, dass an der Halteeinrichtung
Wie
aus
Es
ist noch zu bemerken, dass der Bereich des zweiten Anschlussendes
Nachfolgend
sei die Herstellung einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung kurz erläutert. Nachdem
die Heizwendel
Nachdem
die Isoliermasse
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